Co to jest przetwarzanie optyczne?
Komputery optyczne to technologia komputerowa na etapie badań i teorii. Pomysł polegałby na stworzeniu komputera, który do wykonywania obliczeń będzie całkowicie opierał się na świetle (fotonach) zamiast na elektryczności (elektronach). Atrakcyjność komputerów optycznych jest ograniczona, ponieważ przy małych odległościach wymagają one więcej energii niż komputery elektroniczne, aby wykonać te same obliczenia. Mimo to obliczenia optyczne mogą umożliwiać budowę komputerów fizycznie niemożliwych przy użyciu elektroniki. Obliczenia optyczne są wciąż na wczesnym etapie rozwoju - w laboratorium zbudowano obecnie tylko kilka bardzo ograniczonych prototypów.
Komputer optyczny wykorzystuje głównie lasery do wysyłania sygnałów. Niestety, lasery nie mogą oddziaływać bezpośrednio ze sobą w żaden znaczący sposób, więc wykonywanie obliczeń wymaga pośrednika w postaci materii. Próby stworzenia „tranzystorów optycznych” miały tendencję do obracania się wokół materiałów, które wybiórczo emitują światło w odpowiedzi na intensywność przychodzącego światła. Połączenie tych elementów w ogromną sieć może pozwolić na zbudowanie komputera optycznego.
Do tej pory optyka była entuzjastycznie przystosowana do transmisji danych na duże odległości, podobnie jak w przypadku światłowodów. Jednak na krótkich odległościach - i jest to jedna z głównych wad obliczeń optycznych - utrata energii doświadczana przez światło wymaga więcej mocy do wysłania sygnału niż przy użyciu elektronów do wysłania tego samego sygnału na tę samą odległość. Na dużych odległościach światło wygrywa, ale po części chodzi o to, że powinny być małe, a odległości, na których światło jest lepsze (10 stóp / 3 m lub więcej) są dość duże jak na standardy obliczeniowe . Można sobie jednak wyobrazić, że kanały optyczne mogłyby być wykorzystywane w dużych superkomputerach do przesyłania danych bardziej wydajnie niż elektronika.
Teoretycznie obliczenia optyczne mogą wytwarzać komputery dziesiątki tysięcy razy szybciej niż dzisiejsze komputery, ponieważ światło może przemieszczać się znacznie szybciej niż prąd elektryczny. W praktyce jednak potrzeba stosowania dużych wiązek światła w celu uniknięcia utraty sygnału wyklucza tę możliwość. Jednak ostatnio naukowcy z Uniwersytetu Harvarda znaleźli sposób na odwrócenie rejestru za pomocą tylko jednego fotonu, kamień milowy, który może otworzyć drogę do wydajnego obliczania optycznego. Naukowcy wykorzystali plazmony, drobne zaburzenia powierzchni w ośrodku, które można wytworzyć przez bombardowanie go fotonami.
Obliczenia optyczne, podobnie jak obliczenia kwantowe, są jedną z tych technologii typu dzikiej karty - to jedno z dziesiątek podejść, które są opracowywane w oczekiwaniu na przekroczenie fizycznych ograniczeń konwencjonalnych obliczeń elektronicznych, ale okaże się, czy to wytrzyma owoce w dłuższej perspektywie. Jeśli nie pracujesz nad technologią samodzielnie, wszystko, co możemy teraz zrobić, to czekać i oglądać.