Deocamdată este doar o dovadă de concept, dar oamenii de știință visează mare
De ce contează: De zeci de ani, oamenii de știință au visat să construiască cipuri de computer care să folosească lumina în loc de electricitate pentru a procesa informații. În timp ce actualele noastre cipuri de siliciu sunt incredibil de rapide, înlocuirea electronilor cu fotoni le-ar putea face și mai rapide. Acum, cercetătorii de la Universitatea din Bayreuth și de la Universitatea din Melbourne ne-au adus cu un pas mai aproape de această viziune.
Cercetarea, publicată în revista Advanced Optical Materials, a demonstrat elementele fundamentale ale efectuării operațiilor logice simple în întregime cu lumină.
Porțile logice sunt elementele de bază ale procesoarelor computerelor. Ei iau una sau două intrări binare (1s și 0s) și scot un 1 sau 0 pe baza unui set de reguli. Conectând suficiente dintre ele în configurația corectă, puteți crea circuite capabile de orice, de la aritmetică de bază până la rularea celor mai recente aplicații pe telefon.
În porțile logice electronice tradiționale, intrările și ieșirile sunt mici curenți electrici. Revoluția echipei arată că este posibil să se obțină aceeași funcționalitate folosind doar semnale luminoase. Deși demonstrațiile sunt încă extrem de simple în comparație cu cipurile comerciale, ele dovedesc că conceptul de bază funcționează la cea mai mică scară.
Pentru a-și realiza logica bazată pe lumină, oamenii de știință au folosit o rețea de sfere de polimer microstructurate, pe care au scris literele alfabetului în succesiune în același loc de pe matrice. Ei au efectuat sute de cicluri pur optice de citire, scriere și ștergere pe această grilă.
Motivul pentru care oamenii de știință încearcă să înlocuiască electronii cu fotoni este că semnalele luminoase au potențialul de a fi mult mai rapide decât cele electrice. La urma urmei, fotonii sunt fără masă și pot călători cu viteza luminii, spre deosebire de electroni, care sunt încetiniți atât de masă, cât și de sarcina electrică. Light a demonstrat deja cât de rapid poate fi transferul de date în rețelele de comunicații folosind cabluri de fibră optică.
În plus, cercetătorii observă că utilizarea luminii pentru procesare permite canale de date suplimentare, cum ar fi codificarea informațiilor în diferite culori și polarizări, în loc să se bazeze doar pe puterea semnalului.
„Cu lumină, puteți folosi nu numai puterea semnalului (numărul de fotoni), ci și lungimea de undă (culoare sau frecvență) sau polarizarea (direcția oscilației) pentru a distinge semnalele”, explică profesorul dr. Jürgen Köhler, profesorul de materie moale. spectroscopie la Universitatea din Bayreuth.
Deci, acesta este sfârșitul electronicii așa cum o cunoaștem? Nu este probabil – cel puțin nu în curând. Comunicatul de presă despre descoperire este direct despre faptul că munca lor pune doar câteva dintre cele mai de bază baze.
„În viitorul foarte îndepărtat, această (descoperire) ar putea într-o zi să formeze baza pentru noi porți logice fotonice și microcipuri”, notează acesta.
Nu vă ține respirația pentru un iPhone sau un laptop complet optic încă. Dar cine știe, poate că electronicele fără de care nu putem trăi astăzi se vor dovedi a fi doar actul de încălzire pentru calculul bazat pe lumină, la fel ca tuburile cu vid au deschis calea pentru tranzistori.
