Ένα ακόμη βήμα προς τους «οπτικούς» ή «φωτονικούς» υπολογιστές, αποτελεί η έρευνα του UCLA στην Καλιφόρνια, η οποία δημοσιεύτηκε στις αρχές Νοέμβρη στο επιστημονικό περιοδικό “eLight”. Οι φωτονικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν φως (φωτόνια) αντί για τα ηλεκτρόνια στα κυκλώματα των συμβατικών σημερινών υπολογιστών. Χρησιμοποιώντας φως, το οποίο μεταφέρει τα δεδομένα που χρειάζεται να εισαχθούν στον υπολογιστή ώστε να γίνει ο υπολογισμός, οδηγεί σε σημαντικά ταχύτερους υπολογισμούς (ως και 3 τάξεις μεγέθους ή 1000 φορές) με πολύ μικρότερες ενεργειακές απαιτήσεις (ως και 90% για συγκεκριμένους υπολογισμούς) σε σχέση με τους σημερινούς υπολογιστές.
Αυτό διότι ένας φωτονικός υπολογιστής δεν χρειάζεται τα κυκλώματα που χρειάζονται οι σημερινοί υπολογιστές και δεν έχει τις συνεπαγόμενες θερμικές και άλλες απώλειες κατά την υπολογιστική επεξεργασία. Σε έναν φωτονικό υπολογιστή, ο υπολογισμός γίνεται σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός, κυριολεκτικά, ενώ τα φωτόνια δεν χρειάζονται καλώδια και αγωγούς για να διαδοθούν.
Το φως έχει χαρακτηριστικά όπως η ένταση, το μήκος κύματος (το χρώμα) και η φάση (η σχετική θέση της «φωτεινής κυματομορφής» στο χώρο). Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν, ώστε να κωδικοποιηθούν τα δεδομένα που θέλουμε πάνω στο φως. Το φως περιθλάται* με διαφορετικούς τρόπος μέσα από ειδικά κατασκευασμένα υλικά περίθλασης (π.χ. λεπτοί διαφανείς κρύσταλλοι με μικροσκοπικά ειδικά μοτίβα πάνω τους) και αυτό ακριβώς είναι που εκμεταλλεύεται η φωτονική τεχνολογία που προτείνουν οι ερευνητές στην παρούσα έρευνα.
*Ένα παράδειγμα περίθλασης του φωτός από την καθημερινή μας εμπειρία, είναι οι ιριδισμοί που παράγονται όταν το φως πέφτει πάνω στην επιφάνεια ενός DVD. Οι μικροσκοπικές γραμμώσεις στο DVD έχουν πάχος συγκρίσιμο με το μήκος κύματος του ορατού φωτός, με αποτέλεσμα να οδηγεί τα διάφορα μήκη κύματος (χρώματα) σε ενισχυτική συμβολή σε ελαφρώς διαφορετικές θέσεις ως προς το μάτι μας. Έτσι, προκύπτει αυτό το χρωματιστό αποτέλεσμα.
Αυτοί οι «κρύσταλλοι περίθλασης» που μεσολαβούν ανάμεσα στην είσοδο των φωτονικών δεδομένων και στο φωτονικό αποτέλεσμα του υπολογισμού, αλληλεπιδρούν με το φως με τέτοιο τρόπο, ώστε να οδηγούν στο αποτέλεσμα που επιθυμούμε. Για παράδειγμα, αν θέλουμε ένας κρύσταλλος περίθλασης να υπολογίζει την τετραγωνική ρίζα των δεδομένων που εισάγουμε, τότε βλέποντας πως συμπεριφέρεται το φως, κωδικοποιούμε ένα συγκεκριμένο φωτονικό μοτίβο και το χαράζουμε στον κρύσταλλο (π.χ. με laser) ώστε αυτό να δίνει πάντα την «τετραγωνική ρίζα» των δεδομένων εισόδου. Έτσι, μπορούν να υπάρχουν π.χ. 35 (όπως στη συγκεκριμένη έρευνα) συναρτήσεις χαραγμένες σε κρυστάλλους, με αποτέλεσμα να μη χρειάζεται ενέργεια για τον υπολογισμό τους. Απλά το φως διαδίδεται μέσα από αυτούς και προκύπτει το αποτέλεσμα. Αυτοί οι υπολογισμοί διαφόρων μη γραμμικών συναρτήσεων, μπορούν να γίνονται ταυτόχρονα αυξάνοντας έτσι την ταχύτητα.
Η συγκεκριμένη τεχνική είναι επεκτάσιμη, ώστε να περιλαμβάνει υπολογιστές με οπτικούς αισθητήρες εκατοντάδων megapixels για τον ταυτόχρονο υπολογισμό εκατοντάδων εκατομμυρίων μη-γραμμικών συναρτήσεων.
Δημοσιευμένη Έρευνα: https://elight.springeropen.com/.../s43593-025-00113-w
Εικόνα: Καλλιτεχνική απεικόνιση των φωτονικών επεξεργαστών περίθλασης (UCLA Engineering Institute for Technology Advancement)
Περισσότερα για τις υπολογιστικές τεχνολογίες του μέλλοντος, όπως και τις ευρύτερες εξελίξεις στην Επιστήμη και την Τεχνολογία τόσο στο άμεσο αλλά και στο βαθύ μέλλον, θα βρείτε στον συναρπαστικό τόμο ΙΙΙ του έργου «Τα φυσικά φαινόμενα» (εκδόσεις «Οσελότος»), τον οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής με ένα μήνυμα! Ρωτήστε μας!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου