日本一组研究人员开发了一种名为PAXEL的新型处理器，这种设备有可能绕过摩尔定律，提高计算速度和效率。PAXEL是光子加速器的缩写，它被放置在数字计算机的前端，优化后可以执行特定的功能，但功耗比全电子设备所需的要低。现在许多新的发展涉及光子集成电路，而不是集成电子电路。

金属氧化物半导体场效应晶体管是大多数集成电子电路的基础，但它们受到摩尔定律的限制。然而，基于微处理器芯片的尺寸与电子的量子力学性质之间的关系，这是有内在限制的。

通过使用并行处理，即多个处理器同时进行计算，可以部分克服摩尔定律问题。然而，这种方法并不适用于所有应用程序。

在AIP出版社出版的APL光子学杂志上的一篇论文中，研究人员研究了在集成电路中使用光作为数据传输步骤的另一种技术，因为光子不受摩尔定律的约束。光子集成电路(PICs)取代了集成电路，得到了很大的发展。PAXEL加速器采用了这种方法，并使用了功率效率高的纳米光子学，这是非常小的光子集成电路。

纳米光子，如PAXEL所使用的，以光速运行，并能以模拟的方式进行计算，将数据映射到光强度级别。然后通过改变光强来进行乘法或加法。研究人员考虑了不同的PAXEL架构，用于多种用途，包括人工神经网络、储存计算、通门逻辑、决策和压缩感知。

PAXEL的一个特别有趣的应用是所谓的雾(fog)计算。这类似于云计算，但使用的计算资源(服务器)位于初始事件发生的“地面”附近。平板电脑或其他手持设备上的小型PAXEL可以检测信号，并通过5G无线链路将信息传输到附近的雾计算资源进行数据分析。

这项新技术预计将在医疗和兽医定点检测、诊断、药物和食品检测以及生物防御等广泛领域得到应用。随着越来越多的家用和商用设备通过网络连接起来，我们将需要更好的计算能力，包括更高能源效率的数据传输。预计PAXEL等先进技术将有助于满足这些需求。