ترانزیستور را فراموش کنید؛ مدار‌های منطقی آینده با نور کار خواهند کرد

یک تیم تحقیقاتی متشکل از دانشمندان آلمانی و استرالیایی موفق به ساخت یک افزاره فوتونیک شده‌اند که توان ذخیره و پردازش اطلاعات با استفاده از نور را دارد. نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند گامی مهم به سوی ساخت کامپیوترها تماماً نوری باشد.

حرکت از الکترون به سمت فوتون

تراشه‌های ساخته شده از مدارهای مجتمع یکی از مهم‌ترین اختراعات قرن اخیر به شمار می‌روند. این دستگاه‌ها مبنای ساخت کامپیوترها و ابزارهای ارتباطی مدرن هستند که در همه‌ جای زندگی روزمره ما دیده می‌شوند.

مدارهای مجتمع، شبکه‌ای بسیار پیچیده و تو در تو از دروازه یا گیت‌های منطقی هستند که سیگنال‌های ارتباطی بین آنها توسط الکترون‌ها جابه‌جا می‌شود. یکی از رویاهای دیرینه طراحان سیستم‌های کامپیوتری ساخت گیت‌های منطقی است که اطلاعات در آنها به جای الکترون‌ها و امواج الکتریکی، توسط فوتون منتقل شود.

بنابر گزارش منتشر شده در Phys.org، یک تیم تحقیقاتی متشکل از پژوهشگران دانشگاه‌ Bayreuth آلمان و دانشگاه سیدنی استرالیا، اولین گام عملی در این زمینه را برداشته‌اند. اعضای این تیم موفق شده‌اند عملیات خواندن، نوشتن و پاک کردن اطلاعات را صدها بار روی شبکه‌ای از میکروساختارها پلیمری انجام دهند. در این آزمایش حروف الفبای انگلیسی به ترتیب روی آرایه‌ی مذکور به نمایش در آمد.

افزایش راندمان و سرعت پردازش با کامپیوترهای نوری

هر چند تحقیقات برای ساخت گیت‌های منطقی تمام نوری بیش از یک دهه است که با جدیت دنبال می‌شود اما این تحقیق یکی از اولین نمونه‌های عملی این فناوری تا به امروز بوده است. استفاده از فوتون به جای الکترون، می‌تواند انرژی مورد نیاز رایانه‌‌ها را به شکل قابل توجهی کاهش دهد. یکی از دلایل اصلی استفاده از کابل‌های فیبرنوری برای انتقال اطلاعات در فواصل طولانی از جمله ارتباطات بین قاره‌ای نیز همین موضوع است.

علاوه بر این، در حال حاضر سیگنال‌های الکتریکی در مدارهای مجتمع به صورت صفر و یک منتقل می‌شوند، اما در مدارهای نوری امکان داشتن حالت‌های بیشتری وجود دارد. پروفسور «Jürgen Köhler»، رئیس گروه طیف‌سنجی مواد نرم در دانشگاه Bayreuth در همین رابطه می‌گوید:

با استفاده از نور این امکان وجود دارد که نه تنها از شدت سیگنال (تعداد فوتون‌ها) بلکه از طول موج (فرکانس) و قطبش (جهت نوسان) فوتون‌ها نیز برای انتقال پیام استفاده کرد.

ساخت دروازه‌های منطقی نوری اولین قدم در ساخت رایانه‌های فوتونیک خواهد بود که می‌تواند به افزایش سرعت و راندمان سیستم‌های رایانشی که بخش بزرگی از انرژی مصرفی ما را به خود اختصاص می‌دهند، بیانجامد. نتایج این تحقیق در مجله Avanced Optical Materials منتشر شده است.

در همین رابطه بخوانید:

- پردازنده نوری Lightelligence سخت‌ترین مسائل ریاضی را 100 برابر بهتر از کارت‌های گرافیک حل می‌کند
- فناوری تراشه جدید اینتل هوش از سرتان می‎برد؛ سوار بر فوتون

نظر شما درباره پردازنده‌های نوری چیست؟ به نظرتان در ۱۰ سال آینده شاهد ساخته شدن نمونه‌های اولیه این پردازنده‌ها خواهیم بود؟