ابداع رایانه‌های نوری یک میلیون بار سریع تر از نمونه‌های فعلی

آی‌تی‌من- 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 می‌شوند. در پردازنده‌های رایانشی معمول این کار به صورت الکترونیکی انجام می‌شود. اما اکنون محققان روشی برای راه‌اندازی گیت‌های منطقی مبتنی بر نور کشف کرده‌اند که یک میلیون بار سریع تر از دروازه‌های 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 داده‌ها مانند ارزیابی مجموعه داده‌های هوش مصنوعی و منبع استنتاج الگوریتم، دروازه‌های منطقی در رایانش باید بسیار سریع تر عمل کنند.

بخش اعظم مشوق توسعه پردازش سریع تر از مخازن عظیم اینترنت اشیا سرچشمه می‌گیرد. افزایش ذخایر انبوه داده‌ها از منابع حسگر‌ها و الگوریتم‌های 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 دروازه‌های منطقی کایرالیتی نوری ابداع کرده‌اند که یک میلیون بار سریع تر از دروازه‌های منطقی پیشین فعالیت می‌کردند.

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

رجیح اشعه نور براساس شکل کریستالی که از آن رد می‌شود، تعیین می‌شود. این کریستال نور را به یک سمت چپ یا راست خم می‌کند. در دروازه‌های منطقه کایرالیتی نوری، جهت ترجیح اشعه نور (چپ یا راست) عملکرد آن را تعیین می‌کند.

بلوک سازنده اصلی دروازه‌های منطقی نوری یکی از انواع ترجیح(XNOR) است. از آن نقطه تمام دروازه‌های منطقی دیگر با افزودن فیلترهای دیگر ساخته شده‌اند.

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

این دروازه‌های منطقه چند عملیاتی نسبت به دروازهای منطقی الکترونیکی ارتقا یافته تر هستند زیرا ممکن است آنها به مدار‌های منطقی چند عملکردی منتهی شوند که پیشرفته تر و پیچیده تر از نمونه‌های فعلی هستند.