کامپیوتر مبتنی بر نور می تواند طرح های تراشه های الکتریکی سنتی را جهش دهد

یی وانگ

از آنجایی که فوتون‌ها سریع‌تر از الکترون‌ها در مدار حرکت می‌کنند، این می‌تواند محاسبات را تسریع کند، و از آنجایی که آنها نیز بدون مقاومت حرکت می‌کنند، می‌توانند همان کار را با استفاده از انرژی کمتر انجام دهند.

تراشه های کامپیوتری از میلیون ها یا میلیاردها گیت منطقی تشکیل شده اند. این اجزای کوچک اساسی ترین عملیات را انجام می دهند، مانند بررسی اینکه آیا یک بیت از داده ها با بیت دیگر مطابقت دارد یا خیر. با ترکیب این گیت ها در تعداد زیاد است که کارهایی مانند دانلود یک فایل، پخش یک ویدیو یا بازی رایانه ای انجام می شود.

کامپیوترهای نوری قبلا ساخته شده اند، اما شامل سخت افزار پیچیده و محدود به برنامه های خاص هستند. ژانگ می‌گوید این دروازه‌های جدید را می‌توان از یک لایه بلورهای دی سولفید مولیبدن به ضخامت فقط 0.65 نانومتر با استفاده از تکنیک‌های ساخت موجود ساخت و می‌تواند برای انجام وظایف جهانی در یک بسته کوچک طراحی شود.

رویکرد تیم از نور قطبی دایره ای استفاده می کند. این شامل یک موج نوری است که به نظر می رسد حول محور حرکت خود می چرخد، در جهت عقربه های ساعت یا خلاف جهت عقربه های ساعت می چرخد. یک بیت سنتی در یک کامپیوتر شامل یک بار الکتریکی مثبت یا منفی است – که با 0 یا 1 نشان داده می شود – اما در این کامپیوتر نوری جدید، بیت ها یا با نور پلاریزه شده در جهت عقربه های ساعت یا با نور قطبی شده خلاف جهت عقربه های ساعت نمایش داده می شوند.

یی ژانگ با کامپیوتر نوری

این تیم گیت‌های نوری فعالی را نشان دادند که دروازه‌های سنتی معروف به XNOR، NOR، AND، XOR، OR و NAND را بازسازی می‌کنند که همگی عملیات‌های مختلفی را روی داده‌ها انجام می‌دهند. محققان همچنین نشان دادند که این عملیات را می توان به صورت موازی و نه سریالی بر روی داده ها انجام داد که به طور بالقوه می تواند راه را برای پیشرفت های بزرگ در کارایی و سرعت محاسباتی هموار کند.