Оптичен компютър: описание, принцип на работа, предимства

Полезността на която и да е технология се измерва с нейната значимост, така че развитието на оптичните компютри се превърна в една от най-популярните днес теми. Техници и разработчици по света се опитват да постигнат върхови постижения в нано-технологиите, така че те постоянно изследват. Оптичните компютри са една от най-популярните теми. Всички предимства позволяват да се гарантира, че те са необходими днес. Такива технологии могат да бъдат открити в съвременния свят, но техният растеж в бъдеще е неизбежен. Следователно, за оптичните технологии ще бъдат обсъдени по-нататък.

Описание на технологията

Като пример за процесори можете да разберете защо са необходими оптични компютри. Когато дойде време да се намали техническия процес на процесора няма да има никъде, законът на Мур престава да бъде полезен. В момента се разработва възможността за алтернативна технология, която да замени проводниците на оптичното влакно, което произвежда светлина.


Полупроводниковата инженерна система е малко остаряла, тъй като се подчинява на законите на физиката, свързани с електрическия ток. Правилното движение на частиците принуждава електроните да се движат в непрекъснат поток, което води до загуба на определено количество енергия, което се проявява в топлинното излъчване и електромагнитното излъчване. За разлика от полупроводниците, светлината може да предава огромно количество информация и много по-бързо, а загубите ще бъдат сведени до минимум. За оптичните компютри това е просто откритие.

Принцип на работа

Създаването на оптични компютри няма да бъде особено трудно. Те ще дойдат по време на тестването, тъй като оптичните влакна все още са принудени да работят. Създаването на оптични компютри коренно променя самата концепция за програмиране, която се основава на последователността на нули и единици. От друга страна, процесът на прехвърляне на данни ще бъде по-бърз, ако не използвате двоична система, а светлинни импулси.


В момента създаването на оптично компютърно устройство все още е в етап на планиране. Междувременно ще бъде разработено производство на общи технологии - светлина и аналози.

Определяне на фотона

След като се установи как се използва оптиката, трябва да се разбере какво е фотон. Фотонът е маса, която няма маса и съществува само във вакуум. Сам по себе си фотонът няма електрически заряд, но поради своята стабилност може да ускори електрическия заряд. Това е един фотон. Едно от предимствата му е скоростта на разпространение. Тя е много висока и е сравнима със скоростта на светлината. Фотон компютрите работят на същия принцип.

Прилагане на технологии

Лазерни принтери, скенери, компактдискове използват светлина за извършване на всички необходими процеси. Оптичните технологии са в състояние да осигурят високоскоростна връзка с мрежите, аналоговите устройства изостават и забележимо. Използват се различни лазерни операции за увеличаване на живота на оборудването, подобряване на неговата издръжливост, пластичност и повърхност. Широко използва тази технология в устройства, които четат баркодове.Светлинната технология се използва и в областта на медицината. Например, в устройства за осветяване на вътрешна кухина на човек. Оптичната оптика се използва и за високоскоростни филмови снимки.

Предимството на оптиката

Светлината е способна да предава информация в големи обеми и с невероятна скорост. Но има и много други предимства на оптичните компютри, които ще се прилагат в бъдеще. Може би това ще се случи много скоро.
Използването на оптични технологии позволява да се подобри всяка техника, тъй като оборудването харчи по-малко електроенергия. Той също така спомага за намаляване на разсейването на топлината. В съвременните процесори основна роля играе техническият процес, а колкото по-тънък, толкова по-висока е производителността. На съвременните графични процесори намаленият технологичен процес влияе върху консумацията на енергия. Но когато намаляването на технологичния процес достигне своя лимит, инженерите ще търсят подобен начин за увеличаване на производителността. Следователно, подмяната на полупроводници ще дойде с оптична технология. Много изследователи вече работят по него. Предимствата на оптичния компютър са, че информацията се представя като фотони, генерирани от лазери или диоди. При използване на фотони се осигурява постигането на високоскоростно предаване на информация. За да използвате допълнителни функции за предоставяне на входни и изходни данни, можете да използвате третото измерване. Прозрачната среда е идеалното място, където данните, кодирани от оптичен лъч, могат да бъдат обработени без консумация на енергия. Поради нулево излъчванеEnvironmental оптична система е в състояние да защитите компютъра си, когато се опитате да прехващане. Също така, оптичната система има защита от извън електромагнитни смущения.
Кабели на оптично влакно всеки ден стават все по-евтини, което го прави по-спешно от сравнима аналог.

В наличност оптична технология

Един от най-новите открития в света на оптиката - метален обектив. Създаден плоска леща, състояща се от белина, боя и кварц в състояние в бъдеще да замени напълно стъклото. Причината за прилагането на метален обектив е пълното отстраняване на изкривяване при микроскопско изследване. Фактът, че обикновеното стъкло не е в състояние да осигури максимална яснота в един слой. Ето защо, учените трябва да използват няколко слоя от стъклени лещи. Същата система от лещи, използвани в фотоапарати и видеокамери. Но поради няколко елемента, които са разположени на разстояние една от друга, да достигнат голям оборудване. Учени от Харвардския университет са успели да създадат плоска леща. Тя може да елиминира напълно недостатъците на изображението, тъй като няма аберация. Ясно кварц и титанов диоксид са основните компоненти на обектива. Кварц плоча е разположен на титанов колона милиони. Те намалиха лъч светлина на части, като се гарантира правилното фокус.

въз основа на микрочипове оптика

Съобщение на използване на светлина е основен алтернативна технология на бъдещето. мощностпроводниците имат един значителен минус - ограничението на скоростта на предаване на данни. В допълнение, това изисква много енергия, което води до прегряване.

Смяната на конвенционалните оптични кабели ще доведе до по-бързо предаване на данни. Те ще използват и паралелно предаване в различни цветове. За първи път през 2015 г. бе демонстриран осезаем напредък по отношение на оптичните технологии, когато изследователите описаха решение, което би преодолело ограниченията на полупроводниците. В статията Nature, изследователите подробно описаха принципа на микропроцесора, давайки снимките и му давайки името "Zero change". Така, използвайки силициева основа в чипове, можете да използвате фотоника. Най-често използваната фотоника е 4G безжична връзка. Именно микрочипове с оптичен произход осигуряват такова високоскоростно предаване на данни.

Оптични влакна в бъдеще

Тъй като изискванията за качество се увеличават с всяка изминала година, неговото изпълнение следва да бъде на подходящо ниво. Първият е внедряването на 5G безжична мрежа. И така, какво количество налични данни могат да се предават чрез оптично влакно? Предвижда се 40% да се разпределят само за свързване с оптични компютри. Останалите 60% ще се консумират от потребителите на смартфони, таблети и други преносими устройства. Това е груб план за бъдещата 5G връзка. Оптичните кабели са способни да предават информация до 100 Gbps, когато използват фотонна технология.

Препятствието вограничения

До 2020 г. човечеството ще има достъп до данни до 1000 Tbps. Това се прави, за да се отговори напълно на изискванията на широколентовия достъп. Но тази задача по същество се забавя, тъй като днес няма технологии, способни да преодолеят препятствието. По-остър е въпросът за възможността за предаване на информация на дълги разстояния.
Само кабел с оптично влакно в едно ядро ​​може да достигне почти 10 Tbit /s. Но е в състояние да предаде само един поток от фотонен сигнал. Многомодови кабели, които осигуряват преминаването паралелно на няколко светлинни сигнала, могат да работят без изкривяване само на ограничено разстояние от няколко метра. В надпреварата за оптимизиране на многоядрен кабел японските инженери победиха всички записи на скоростта, достигайки границата от 43 Tbit /s. В този кабел работи само един лазер.

Заключение

Напълно оптичните компютри са мечта за бъдещето и досега са налице само технологии в симбиоза, които идеално комбинират оптика и аналози. Аналоговите технологии са значително ограничени в техническите си възможности, защото те работят в непрекъснат поток, т.е. практически неконтролиран. Това води до висока загуба на сигнал и консумация на енергия. Подобни манипулации водят до силно нагряване на електрониката. Използването на оптични технологии ще бъде пробив в областта на предаването на данни. Плюс това, цената на технологията с такива възможности няма да бъде по-висока от обичайното оборудване. Сега такъв пример служиналичието на смартфони, тъй като техните процесори и микросхеми в тях са изградени на симбиоза на две технологии, които позволяват да се комбинират малки размери и "умни" системи. Възможно е скоро да забравим за такива полупроводници, тъй като те се заменят с оптични устройства.

Свързани публикации