Основное преимущество фотонного процессора — скорость. Свет не имеет массы, меньше, чем ток, нагревает материал и распространяется гораздо быстрее: он не «застревает» в проводниках, не сталкивается с теми же препятствиями, что электроны, к тому же фотоны не взаимодействуют между собой. Поэтому по одному фотонному каналу можно передать несколько сигналов одновременно без потерь и искажения данных. Это особенно важно для архитектуры нейросетей, когда требуется параллельная работа алгоритмов над большим объемом информации.
Работа фотонного процессора устроена следующим образом: источник света генерирует поток фотонов, которые затем перемещаются по специальным каналам — волноводам. Модуляторы управляют фотонными сигналами, с помощью интерферометра световые волны вступают во взаимодействие друг с другом и выполняют необходимые вычисления. Фактически данные пролетают сквозь чип с высокой скоростью, выполняя тысячи задач одновременно и почти не нагревая устройство.
Однако у фотонных процессоров есть существенный недостаток: пока у ученых не получается быстро перенастраивать их для выполнения разных задач. Поэтому сегодня активно развивается гибридная оптоволоконная архитектура, в которой электронные процессоры используются для управления, вычислений и хранения информации, а фотонные — для быстрой передачи данных. Такой подход комбинирует сильные стороны обеих технологий и, по мнению экспертов, считается наиболее перспективным направлением развития вычислительной техники.