ابداع رایانه های نوری یک میلیون بار سریع تر از نمونه های فعلی

به گزارش پایداری ملی به نقل از خبرگزاری مهر، پردازنده‌های یک رایانه از گیت‌های منطقی تشکیل شده‌اند که روتین‌های دودویی (رایانش صفر و یک واقعی) را اجرا می‌کنند.

این موارد توابع توابع بولی نامیده می شوند. در پردازنده های رایانشی معمول این کار به صورت الکترونیکی انجام می شود. اما اکنون محققان روشی برای راه اندازی گیت های منطقی مبتنی بر نور کشف کرده اند که یک میلیون بار سریع تر از دروازه های منطقی الکترونیکی معمولی است.

این روش توسط محققان دانشگاه AALTO ابداع شده و تحقیق مربوط به آن در ژورنال «ساینس ادونسز» منتشر شده است.

برای برآورده شدن نیازهای نسل جدید پردازش داده ها مانند ارزیابی مجموعه داده های هوش مصنوعی و منبع استنتاج الگوریتم، دروازه های منطقی در رایانش باید بسیار سریع تر عمل کنند.

بخش اعظم مشوق توسعه پردازش سریع تر از مخازن عظیم اینترنت اشیا سرچشمه می گیرد. افزایش ذخایر انبوه داده ها از منابع حسگر ها و الگوریتم های مرتبط با جمع آوری، ارزیابی و سپس استنتاج از داده‌ها نیاز به سرعت محاسباتی چندین برابر سرعت فعلی دارند.

در این میان گروهی از محققان دانشگاه AALTO دروازه های منطقی کایرالیتی نوری ابداع کرده اند که یک میلیون بار سریع تر از دروازه های منطقی پیشین فعالیت می کردند.

این پردازش بسیار سریع به جای سیگنال های الکتریکی از نور قطبش یافته مدور استفاده می کند. فرایند مذکور تا حد زیادی به ترجیح اشعه قطبش یافته مدور از طریق یک ماده کریستالی بستگی دارد که به اشعه نور حساس است.

ترجیح اشعه نور براساس شکل کریستالی که از آن رد می شود، تعیین می شود. این کریستال نور را به یک سمت چپ یا راست خم می کند. در دروازه های منطقه کایرالیتی نوری، جهت ترجیح اشعه نور (چپ یا راست) عملکرد آن را تعیین می کند.

بلوک سازنده اصلی دروازه های منطقی نوری یکی از انواع ترجیح(XNOR) است. از آن نقطه تمام دروازه های منطقی دیگر با افزودن فیلترهای دیگر ساخته شده اند.

همچنین محققان متوجه شدند یک رایانه می تواند تمام دروازه های منطقی کایرالیتی را در خود جای دهد. به عنوان مثال ممکن است یک کارکرد همزمان وجود داشته باشد که یک دستگاه دروازه منطقی الکترونیکی نمی تواند انجام دهد. اما دروازه های منطقی نوری می توانند این عملکردها را به طور موازی اجرا کنند.

این دروازه های منطقه چند عملیاتی نسبت به دروازهای منطقی الکترونیکی ارتقا یافته تر هستند زیرا ممکن است آنها به مدار های منطقی چند عملکردی منتهی شوند که پیشرفته تر و پیچیده تر از نمونه های فعلی هستند.