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.
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.
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.
