Фототоник Computing:свет вместо транзистора

Фототонические или оптические вычисления — это переворачивающая система использования компьютерных устройств. Фототонические компьютеры предназначены для использования инфракрасного света или фотонов вместо электрического тока. Как мы все знаем, очень многие страны сталкиваются с проблемами энергетического кризиса. Использование света в качестве источника энергии для цифровых вычислений — большое достижение.

Фототонические вычисления

Фототонические вычисления, также называемые оптическими вычислениями, представляют собой продвинутый тип вычислений, в котором фотоны используются для вычислений с помощью лазеров или диодов. Свет используется при формировании основ логических вентилей вместо электрических транзисторов. Фотоны работают как носители информации, используя линейные оптические инструменты (включая волновые пластины и оптические обратные зеркала) в основном для обработки квантовой информации. Использование квантовой памяти и фотонных детекторов для обнаружения хранения квантовой информации.

Исторический обзор

Наступила эра технологий, целью которых является упрощение задач. Доступность времени сократилась, поскольку различные задачи и проекты необходимо выполнять в установленные сроки, чтобы соответствовать требованиям бизнеса и других операций. Вычисления с помощью компьютеров значительно упростили задачу, сделав расчеты, прогнозы, передачу информации и общение на расстоянии одного клика.

Передача данных из одного места в другое всегда была проблемой.

За всю историю, когда Александр Грэм Белл представил телефонную связь в 1876 году, изобретение радио в 1985 году заложило новую эру связи, а затем в 1947 году. Bell Labs представила передачу через транзисторы, а затем появились спутниковая связь и передача, а также связь и передача. запускается по беспроводной сети и через проводные соединения.

Потребность в фототонике/оптических вычислениях

Передача данных по проводным соединениям в некоторых случаях оказывается более быстрой для удовлетворения коммерческих потребностей и бытовых нужд. Передача данных через транзисторы позволила обрабатывать и передавать данные с хорошей скоростью, но, как замечено, всегда есть потеря энергии и времени, поэтому возникает потребность в более быстром носителе для передачи данных.

Преимущества фототонических/оптических вычислений

Оптические вычисления имеют множество преимуществ, в том числе: 

• Невероятно высокая скорость
• Нет риска короткого замыкания
• Более высокая плотность
• Нет проблем с отоплением
• Прочный и долговечный
• Минимальная или нулевая потеря мощности
• Увеличенная пропускная способность
• Легче обрабатывать данные благодаря скорости
• Более высокая плотность хранения
• Самые низкие потери при передаче

Минусы фототонических/оптических вычислений

• Дорогое производство
• Громоздкое и хрупкое оборудование
• Кристаллы фототоника сложны в производстве
• Вычисления быстрее, но сложнее

Хотя у оптических вычислений мало недостатков, существует вероятность того, что в ближайшем будущем оптические вычисления захватят свое пространство и будут работать на каждом этапе, поскольку необходимо преодолеть такие проблемы, связанные с транзисторами, которые включают проблемы с перегревом и размером.

Однако этот этап еще не достигнут из-за производственных проблем и инвестиций в такие высокопроизводительные вычисления. А поскольку технологии необходимы коммерческим и домашним хозяйствам для передачи и обработки данных.

Улучшения

Такие компании, как Light-matter и light-elligence Массачусетского технологического института, Optalysys и Luminous, работают над производством фототонических чипов, которые работают намного быстрее, чем те, которые уже используются в компьютерах. Lightmatter утверждает, что ее чип Envise в пять раз быстрее, чем чипы, используемые в компьютерах Nvidia, которые уже используются в самом мощном в мире центре, славящемся высочайшей эффективностью в отношении энергопотребления.

Этот чип наиболее эффективен, он поможет улучшить работу во всех областях, таких как автономные рабочие транспортные средства с использованием искусственного интеллекта, фармацевтические компании и заводы, использующие автоматическую обработку и производство компонентов с использованием роботизированных систем. Все эти работы требуют более быстрой передачи данных для правильного и точного выполнения процессов. Более точная и быстрая доставка информации из одного места в другое обеспечит большую функциональность и повысит производительность. Оптические вычисления — прекрасный инструмент для этой цели.