ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Računala temeljena na svjetlosti koristiti ćemo za manje od 10 godina

Prema rezultatima najnovijeg istraživanja, super brza računala temeljena na svjetlosti korak su bliže da postanu temeljni dio naše svakodnevice.

Rad današnjih računala temelji se na razmjeni elektrona između memorije i procesora putem žica reda veličine nanometra (milijarditi dio metra). No, kako je poznato iz prakse, daljnje povećanje performansi današnjih računala teško je očekivati kroz povećanje broja tranzistora (prema Mooreovom zakonu, svake dvije godine broj tranzistora na čipu se udvostručuje, što je dosad bio glavni način povećanja performansi).

Iz tog je razloga potrebno pronaći nove načine povećanja performansi računala. Kako pokazuje istraživanje provedeno u suradnji tri sveučilišta – University of Surrey, Universtiy of Cambridge i University of Southhampton te objavljeno u Nature Communications, to je sada i postignuto.

"Pronaći materijal koji može efikasno koristiti svjetlost za prijenos informacija u računalu veliki je izazov. Ono što mi želimo postići je korištenje svjetlosti za prijenos podataka na računalu, nešto slično onome kako se informacija prenosi internetom," rekao je Richard Curry, voditelj projekta.

Naime, prijenos informacija putem interneta ostvaruje se korištenjem optičkih kablova. To pak znači da se optički signal, prije no što ga računalo može obraditi, mora pretvoriti u električni signal, koji je značajno sporiji od optičkog. To je razlog nastojanja da se i informacije unutar računala prenose korištenjem svjetlosti.

Uspjeh projekta leži u činjenici uspješne promjene elektroničkih svojstava jedne vrste staklenog materijala (eng. chalcogenides) koji se već koristi pri izradi CD-a i DVD-a. Problem s ovim materijalom bila je nesposobnost prenošenja negativnog naboja, što ga je činilo neprimjenjivim u računalima.

Sada je, korištenjem procesa obogaćivanja, dotičnom staklenom materijalu dodan bizmut, čime je dobiven materijal željenih optičkih svojstava. Ovo je postignuto s malim količinama bizmuta i pri niskim temperaturama, što dosad nije bilo ostvarivo.

Ovaj je materijal, s druge strane, idealan za izradu računalnih čipova zbog svojih svojstava, što je bio glavni razlog nastojanja da se upravo ovom materijalu promijene vodička svojstva.

Rezultat uloženih napora je toplinski stabilan materijal koji, za prijenos informacija putem svjetlosti, zahtijeva samo djelić one energije koju zahtijevaju drugi materijali.

"Ovo bi trebalo omogućiti da se dobiveni materijal koristi kao izvor, vodič i detektor svjetlosti – nešto što može prenijeti i razumjeti informaciju koju svjetlost prenosi. Ovo bi moglo promijeniti računala budućnosti, omogućujući im efektivnu obradu podataka na mnogo većim brzinama," dodao je Curry.

Svjetlost kao medij prijenosa podataka ima jednu veliku prednost u odnosu na druge medije – brzinu. Ovo je iznimno svojstvo svjetlosti, između ostalog, čovjek već iskoristio za internet i nedavno, za bežićni prijenos podataka, o čemu smo ranije pisali.

Računala bazirana na svjetlosti tako očekivano postaju novo područje primjene ovog izuzetno značajnog medija. Ako je vjerovati prognozama onih koji svjetlost nastoje učiniti pokretačem računala budućnosti, ovaj će medij prodrijeti i u područje računala onako kako to najbolje zna – brzinom svjetlosti.

Izvor: SciAlert

Podijeli.