komputer świetlny - projekt chipu
14

Naukowcy okiełznali fotony. Rewolucja komputerów coraz bliżej

Komputer. Urządzenie, bez którego nie jesteśmy w stanie wyobrazić sobie życia, będący podstawą do funkcjonowania wielu gałęzi naszej cywilizacji. Powoli jednak dochodzimy do bariery rozwoju tradycyjnych układów scalonych. Kilka firm, jak na przykład IBM, stworzyło już tranzystory tworzone w procesie litograficznym 5 nanometrów, a ich wprowadzanie do produkcji ma nastąpić ok. 2020 roku. Później natomiast przyjdzie czas na nowe technologie. Tu naukowcy eksperymentują z rozwiązaniami kwantowymi czy bazującymi na organicznych materiałach. Jaka opcja ma szansę odnieść sukces?

Komputer na światło

Podstawowa przewaga fotonów nad elektronami, wykorzystywanymi w używanych przez Was właśnie urządzeniach, polega na szybkości. Ultraszybkie, bezmasowe cząstki elementarne poruszają się jednak ze zbyt dużą szybkością, aby za ich pomocą dostarczać komputerowi informacje, które byłby w stanie na bieżąco przetwarzać. Pokonanie tego ograniczenia pozwoliłoby stworzyć znacznie wydajniejsze maszyny.

Tutaj też dochodzimy do przełomu dokonanego przez naukowców z Uniwersytetu w Sydney. Zważywszy na ten problem, postanowili zupełnie inaczej podejść do problemu i zamieniać fotony w dźwięk, a do wykonania odpowiednio układu wykorzystano związki chalkogenków.

komputer na światło - grafika

Co ciekawe, z tego samego materiału badacze z Uniwersytetu w Southampton i Uniwersytetu Technicznego Nanyang stworzyli bardzo wydajne światłowody. Były i są one podstawą do budowania przez naukowców sieci neuronowej, dzięki której algorytmy sztucznej inteligencji stałyby się znacznie lepsze. Wróćmy już jednak do nowego odkrycia.

Magia fotonów

Proces zarejestrowania i przetworzenia sygnału świetlnego w falę dźwiękową zajmuje urządzeniu ok. 2, 3 nanosekundy (2 * 10-9 s), a przechowywana jest przez kolejne 10 nanosekund. Następnie będzie wykorzystywana do dalszej „obróbki”. Co równie ważne, umożliwi na równoczesne zajmowanie się danymi zapisanych w falach świetlnych różnej długości.

fotony - grafika

Nie sposób zapomnieć o pozostałych zaletach takiej technologii. Oprócz już wspomnianej bardzo wysokiej szybkości fotonów, nowy układ nie miałby problemów z nadmiernym nagrzewaniem się, co możemy doskonale znać z tradycyjnych procesorów. Wiąże się to bezpośrednio również z mniejszymi stratami energii. Ponadto nie będzie jakichkolwiek problemów z interferencjami (zakłóceniami) elektromagnetycznymi.

Świetlana przyszłość

Największym dotychczasowym ograniczeniem komputerów na światło była zbyt duża szybkość fotonów. Dotychczas nie znaliśmy skutecznego sposobu na ich spowolnienie, ale na szczęście rozwiązanie z Sydney daje nadzieję na pojawienie się takich rozwiązań w urządzeniach używanych na co dzień.

Naukowcy chwalą się, że ich rozwiązanie nie tylko rozwiązało ten problem, lecz do tego pozwoliło zwiększyć kontrolę nad przetwarzaniem informacji. Bufor akustyczny daje ogromne możliwości. Sposób działania możecie zobaczyć na poniżej załączonej animacji.

Zapewne nieprędko ujrzymy w sprzedaży konsumenckiej produkt oparty o tak nowatorską technologię. Z pewnością najpierw trafi do miejsc, w których najważniejsza jest ogromna moc obliczeniową i możliwie jak najmniejsza emisja ciepła. Mam tu na myśli centra dane czy obiekty wykorzystujące superkomputery. Uważam, że rozwiązanie opracowane w Australii przyspieszy w dłuższej perspektywierozwój wielu gałęzi nauki, w tym sztucznej inteligencji. Nie pozostaje nam teraz nic innego, jak tylko czekać na kolejne informacje o komputerach świet(l)nych.

źródło: Science Alert, Nature przez Neowin; Wiley Online Library przez WhatNext; KopalniaWiedzy 

  • ᗪ ᒍ ᗩ K ᗪ E K I E ᒪ

    Pff, fotony ni eistnieją. Ktoś je kiedyś widział? Tylko jakieś fałszywe zdjęcia! Dajecie sie nabrac na te klamstwa a prawda jest widoczna

    • Projektant Konstruktor Schodów

      Ja widziałem na obrazkach tak jak np. stworzenie świata, Adama i Ewę w raju ;)

    • Snowsky

      Ja tam widzę fotony cały czas. W sumie to tylko fotony widzę.

    • kim

      nie inaczej fotoreceptory w oczach na nich bazują

    • Spark ✓ᵛᵉʳᶦᶠᶦᵉᵈ

      Fotoreceptory w oczach bazują na związkach organicznych. Nie knuj teorii spiskowych :)

    • kim

      czyli te fotony wpadajace do oka to zwiazki organiczne, mamma mia!

    • Kamienna Gęba

      To trochę niehigieniczne.

    • Spark ✓ᵛᵉʳᶦᶠᶦᵉᵈ

      Zawsze najbardziej mnie zastanawiało jak udało im się zrobić zdjęcie pojedynczego fotonu, skoro światło porusza się po prostych a oni zrobili jego zdjęcie z boku jak przelatuje. Pojedynczy foton nie emituje innych fotonów na boki abyśmy mogli go zobaczyć :)
      Widzimy tylko fotony padające w linii prostej do naszego oka, które są odbite od otoczenia.

    • Mailosz

      Hmm, może jest jakiś drugi rodzaj światła oświetlający to pierwsze…

      O shit! Żyjemy w Świecie Dysku! Czyli Ziemia faktycznie jest płaska!

    • regoat

      Dokładnie , to wszystko jakieś czary

    • NinJax

      A luuudzie jak te baraanyyy.
      Kto to widział.
      Czy ktoś tam był?

      ;)

  • Kamienna Gęba

    Czyli to bardziej komputer dźwiękowy a nie świetlny.

  • Pawel

    Skoro dane będą wysyłane z dużą prędkością ale nie przetwarzane to nie będzie czasem strat danych? Podobnie jak otrzymujemy ruch z sieci i komputer nie nadąża z przetwarzaniem wtedy pakiety są odrzucane przez kartę sieciową.

    • Mailosz

      Nie są. Są buforowane. Dopiero jeśli bufor się zapełni to pakiety zaczynają się tracić.

      Ale myślę, że o tym pomyślą przed rynkową premierą :)