研究人员从具有光学反馈的VCSEL阵列中开发了一台计算机

在我们的数据驱动时代，高效解决复杂问题至关重要。然而，传统计算机在处理大量相互作用的变量时，往往难以完成这项任务，导致效率低下，如冯·诺依曼瓶颈。一种新型的集体状态计算已经出现，通过将这些优化问题映射到磁性中的伊辛问题上来解决这个问题

它的工作原理如下：想象一下，将问题表示为图，其中节点通过边连接。每个节点有两个状态，+1或-1，表示潜在的解决方案。目标是基于一个称为哈密顿量的概念，找到使系统总能量最小化的配置

研究人员正在探索能够优于传统计算机的物理系统，以有效地求解伊辛哈密顿量。一种很有前途的方法是使用基于光的技术，将信息编码为偏振态、相位或振幅等特性。这些系统可以通过利用干扰和光学反馈等效应快速找到正确的解决方案

在《光学微系统杂志》上发表的一项研究中，新加坡国立大学和科学、技术和研究机构的研究人员研究了使用垂直腔表面发射激光器（VCSEL）系统来解决伊辛问题。在这种设置中，信息被编码在VCSEL的线性偏振态中，每个状态对应于潜在的解决方案

激光器相互连接，它们之间的相互作用编码了问题的结构

研究人员在适度的2位、3位和4位Ising问题上测试了他们的系统，发现了有希望的结果。然而，他们也发现了一些挑战，例如需要最小的VCSEL激光各向异性，这在实践中可能很难实现。尽管如此，克服这些挑战可能会产生一种基于全光VCSEL的计算机体系结构，能够解决传统计算机目前无法解决的问题