Самый маленький в мире светорасщепитель открывает путь вычислениям, выполняющимся со скоростью света

Светорасщепитель


Кремниевая фотоника является относительно молодой и бурно развивающейся областью, в чем-то родственной электронике. Только вместо электронов, в кремниевой фотонике используются фотоны лазерного света, при помощи которых происходит передача, хранение и обработка цифровой информации. В теории кремниево-фотонный процессор, лишенный задержек, возникающих при распространении электрического сигнала через традиционные транзисторы и другие электронные компоненты, может обрабатывать данные буквально со скоростью света, в миллионы раз быстрее, нежели чем самые быстрые современные компьютеры. В направлении создания кремний-фотонных устройств работает группа исследователей из университета Юты (University of Utah) и недавно им удалось создать самый маленький на сегодняшний день фотонный светорасщепитель, настолько маленький, что миллионы таких устройств могут быть размещены на поверхности кристалла обычного кремниевого чипа.

Созданный исследователями светорасщепитель имеет размеры 2.4 на 2.4 микрона, что равно приблизительно пятидесятой части от толщины человеческого волоса, и он является огромным рывком в миниатюризации подобных устройств, ведь размеры самого маленького расщепителя, созданного до этого момента были равны 100 на 100 микрон. Функция светорасщепителя заключается в разделении поступающего луча света на два, что позволяет создать в пределах одного луча два независимых коммуникационных канала, отличающиеся показателем поляризации света. Объединенный с другими фотонными компонентами, заменяющими их электронные эквиваленты, такие, как транзисторы, диоды и другие полупроводниковые устройства, новый светорасщепитель может стать одним из основных компонентов будущих фотонных цифровых устройств.

Светорасщепитель #2


"Свет - это самая быстрая вещь, которую можно использовать для передачи и обработки информации" - рассказывает профессор Раджеш Менон (Rajesh Menon) из университета Юты, - "Но, оптическая информация, прежде чем попасть в ваш компьютер или смартфон, должна быть преобразована к электрическому виду. Это преобразование замедляет дальнейшую обработку информации, но если у нас появится возможность избежать этого, то вычисления могут делаться в миллионы раз быстрее, чем сейчас".

Мало того, что новый светорасщепитель позволит в будущем обмениваться информацией на световых скоростях, он имеет структуру, полностью изготовленную из кремния. Это, в свою очередь, означает, что производство таких устройств будет недорогим, а существующие методы производства полупроводниковых кремниевых устройств позволят создавать на кристаллах чипов множество идентичных светорасщепителей, имеющих допустимые разбросы их основных характеристик. Поскольку фотонные схемы не будут использовать движение электронов, сталкивающееся с таким явлением, как электрическое сопротивление, то фотонным устройствам для их работы будет требоваться меньшее количество энергии, они будут вырабатывать меньше паразитного тепла, что избавит инженеров от необходимости использования дополнительных систем охлаждения.

В настоящее время специалисты таких известных компаний, как Intel и IBM, разрабатывают свои первые кремний-фотонные компоненты, предназначенные для высокопроизводительных суперкомпьютерных вычислительных систем. Светорасщепитель, разработанный исследователями из университета Юты, уже практически готов к использованию в подобных системах, для доработки технологии до полностью законченного уровня исследователям потребуется не так ужи и много времени.




Ключевые слова:
Кремний, Фотоника, Вычисления, Информация, Передача, Обработка, Скорость, Свет, Расщепитель, Луч, Устройство

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Созданы интегрированные фотонные схемы, элементы которых имеют рекордно мал ...
  • Создан самый быстрый на сегодняшний день фотонный нанопереключатель
  • Компания IBM представила первый интегрированный кремний-фотонный чип
  • Компания IBM перемещает область оптических вычислений из лабораторий в реал ...
  • Разработка нового оптического диода обещает "раскупорить" одно из узких м ...

  • Узнайте отборные статьи тут.


    4 июня 2015 07:04
    #1 Написал: zlat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 481
    Для подобных высокоскоростных вычислений нужна такая же высокоскоростная память на фотонах
        
    4 июня 2015 07:17
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3870
    Судя по сложности конфигурации этого расщепителя, потери света в нем должны быть достаточно высокие


    --------------------
        
    4 июня 2015 17:19
    #3 Написал: MaxIvanov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 393
    Будет как с квантовым -теоретически в трилиарды раз быстрее, а в реальности медленнее в 2 раза ,больше в сто раз ,греет как паровоз, да и вообще непонятно квантовый ли он)))
    А ну да, у них пока один расщепитель, нужно будет менять всю компонентную базу,тысячи элементов, которые наверно даже теоретически пока не существуют, на фотонные аналоги, а это не существующие пока материалы, технологии, специалисты, заводы и тд..
        
    4 июня 2015 17:58
    #4 Написал: Philosoph

    Публикаций: 0
    Комментариев: 64
    MaxIvanov, ну так и самый первый ЭВМ был не меньше чем комната и так же грелся, и потреблял эл.энергию как не в себя + работа с перфокартами и их объём, но что мы видим сейчас? Пб данных, 14нм техпроцесс производства процессоров и т.д. К чему я это всё? А к тому что не стоит делать поспешных выводов, всему своё время! Через лет 10-20 квантовые будут уже доработаны и ещё лет через 30 будут у каждого дома, вместо тех что сейчас. Дальше больше! А там глядишь и фотонные начнут допиливать и внедрять в массы) Так что в интересное время мы живём)
        
    5 июня 2015 09:48
    #5 Написал: maxon-claxon

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Согласен, всему свое время.
    Мало того, хоть и на грани производительности, но современные компьютеры еще способны, и выдают требуемые мощности. Уменьшается техпроцесс, нагревание, энергопотребление. И в будущем будут применяться в автономных системах, а параллельно будет укрощение квантов с фотонами. То есть все будет плавно и постепенно. А пока все на уровне проб, проверки теорий. Спешки нет. А то в спешке можно натворить...
        
    6 июня 2015 17:30
    #6 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 617
    Philosoph, слишком рано, не 30 а 50-60+, учитывая как раньше всё развивалось
        
    7 июня 2015 08:54
    #7 Написал: sknar.kostia

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Попрошу заметить что в то "допотопное" время прогресс науки только развивался и у них фактически не было тех наработок и тех теорий что есть сейчас, но как и в то время наука развивается "семимильными шагами". Включая то что всего за 15 лет процессорная база на столько "вознеслась". Здесь "царствует" непредопределенность и неведенье
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.