喬治華盛頓大學的研究人員開發了一種納米光子模擬加速器，用於在幾分之一秒內解決具有挑戰性的工程和科學問題，即所謂的偏微分方程。模擬光子解決方案為解決複雜的計算任務提供了獨特的機會，在能量耗散和速度方面具有前所未有的性能，克服了目前基於電子流和數字方法的現代計算架構的限制。
在2021年8月26日發表在《自然-通信物理學》雜誌上的一項新研究中，由喬治華盛頓大學電氣和計算機工程副教授Volker Sorger領導的研究人員揭示了一種新的納米光子模擬處理器，能夠解決偏微分方程。
模擬光子解決方案為解決複雜的計算任務提供了獨特的機會，在能量耗散和速度方面具有前所未有的性能，克服了目前基於電子流和數字方法的現代計算架構的限制。
光子學中缺乏模塊化和塊狀元素的可重構性，阻礙了向全光模擬計算平台的過渡。研究人員利用數值模擬，探索了一個基於epsilon-near-zero材料的納米光子平台，能夠在模擬領域解決偏微分方程（PDE）。零指數介質中的波長拉伸使板內基於電位移傳導的高度非局域相互作用成為可能，這可以被監測以提取廣泛的PDE問題的解決方案。
通過利用實驗中實現的通過工藝參數對沉積技術的控制，研究人員在模擬中已經證明了使用CMOS兼容的氧化銦錫實現所提出的納米光學處理器的可能性，其光學特性可以通過載流子注入來調整，以獲得高速和低能耗的可編程性。納米光學模擬處理器可以在芯片級集成，以光速處理任意輸入。
該研究團隊還包括加州大學洛杉磯分校和紐約城市學院的研究人員。