Užitočnosť akejkoľvek technológie sa meria podľa jej významu, takže vývoj optických počítačov sa stal jednou z najpopulárnejších tém dnešnej doby. Technici a vývojári po celom svete sa snažia dosiahnuť dokonalosť v nanotechnológiách, takže sa neustále skúmajú. Optické počítače sú jednou z najobľúbenejších tém. Všetky výhody umožňujú uistiť sa, že sú dnes potrebné. Takéto technológie možno nájsť v modernom svete, ale ich rast v budúcnosti je nevyhnutný. Preto sa o optických technológiách bude ďalej diskutovať.

Opis technológie

Ako príklad procesorov môžete zistiť, prečo sú potrebné optické počítače. Keď príde čas na zníženie technického procesu CPU, nikde to nebude, Moorov zákon prestáva byť užitočný. V súčasnosti sa vyvíja možnosť alternatívnej technológie, ktorá má nahradiť drôty na optickom vlákne, ktoré produkuje svetlo.


Systém polovodičového inžinierstva je mierne zastaralý, pretože spĺňa zákony fyziky spojené s elektrickým prúdom. Je to riadny pohyb častíc, ktorý núti elektróny pohybovať sa v nepretržitom toku, čo vedie k strate určitého množstva energie, ktorá sa prejavuje v emisiách tepla a elektromagnetickom žiarení. Na rozdiel od polovodičov je svetlo schopné prenášať obrovské množstvo informácií a oveľa rýchlejšie a straty budú minimalizované. Pre optické počítače je to len objav.

Princíp práce

Vytváranie optických počítačov nebude zvlášť náročné. Prichádzajú počas testovania, pretože optické vlákna sú stále nútené pracovať. Vytváranie optických počítačov radikálne mení samotný koncept programovania, ktorý je založený na postupnosti núl a jednotiek. Na druhej strane proces prenosu údajov bude rýchlejší, ak nepoužívate binárny systém, ale svetelné impulzy.


V súčasnosti je vytvorenie optického počítačového zariadenia stále v štádiu plánovania. Medzitým sa bude vyvíjať výroba spoločných technológií - svetla a analógov.

Stanovenie fotónu

Po zistení, ako sa používa optika, treba pochopiť, čo je fotón. Fotón je hmotnosť, ktorá nemá žiadnu hmotnosť a existuje len vo vákuu. Fotón sám o sebe nemá elektrický náboj, ale kvôli jeho stabilite môže urýchliť elektrický náboj. To je fotón. Jednou z jeho výhod je rýchlosť distribúcie. Je veľmi vysoká a je porovnateľná s rýchlosťou svetla. Fotónové počítače pracujú na rovnakom princípe.

Použitie technológie

Laserové tlačiarne, skenery a CD používajú svetlo na vykonávanie všetkých potrebných procesov. Optické technológie sú schopné poskytovať vysokorýchlostné pripojenie k sieťam, analógové zariadenia zaostávajú za sebou a viditeľne. Rôzne laserové operácie sa používajú na zvýšenie životnosti zariadenia, zlepšenie jeho trvanlivosti, ťažnosti a povrchu. Táto technológia bola široko používaná v zariadeniach, ktoré čítajú čiarové kódy.Ľahká technológia sa používa aj v oblasti medicíny. Napríklad v zariadeniach na osvetlenie vnútornej dutiny osoby. Optická vláknina sa používa aj na snímanie vysokorýchlostných filmov.

Výhodou optiky

Svetlo je schopné prenášať informácie vo veľkých objemoch as neuveriteľnou rýchlosťou. Existuje však veľa ďalších výhod optických počítačov, ktoré sa budú používať v budúcnosti. Možno sa to stane veľmi skoro.
Využívanie optických technológií umožňuje zlepšiť akúkoľvek techniku, keďže zariadenie spotrebuje menej elektrickej energie. Pomáha tiež znížiť rozptyl tepla. V moderných procesoroch zohráva hlavnú úlohu technický proces a tým tenší je výkon. Pri moderných grafických procesoroch má znížený technologický proces vplyv na spotrebu energie. Keď však zníženie technologického procesu dosiahne svoj limit, inžinieri sa budú usilovať o podobný spôsob, ako zvýšiť produktivitu. Preto bude nahradenie polovodičov prichádzať s optickou technológiou. Na ňom už pracuje veľa výskumníkov. Výhody optického počítača spočívajú v tom, že informácie sú prezentované ako fotóny generované lasery alebo diódami. Pri použití fotónov je zabezpečené dosiahnutie vysokorýchlostného prenosu informácií. Ak chcete použiť dodatočné funkcie na poskytnutie vstupných a výstupných údajov, môžete použiť tretie meranie. Transparentné prostredie je ideálnym miestom, kde môžu byť dáta zakódované optickým lúčom spracované bez spotreby energie. Z dôvodu nulového žiareniaprostredia je optický systém schopný zabezpečiť ochranu počítača v prípade pokusu o zachytenie informácií. Optický systém má tiež ochranu pred elektromagnetickými aktiváciami tretích strán.
Káble z optických vlákien sa každý deň zlacňujú, čo je viac relevantné ako analógové.

Dostupné optické technológie

Jedným z nových objavov vo svete optiky je kovová šošovka. Vytvoril plochý objektív, ktorý sa skladá z bielidla, farby a kremeňa, je schopný úplne nahradiť sklo v budúcnosti. Dôvodom na použitie kovových šošoviek je úplné vylúčenie skreslenia v mikroskopických štúdiách. Faktom je, že obyčajné sklo nie je schopné poskytnúť maximálnu jasnosť v jednej vrstve. Preto musia vedci použiť niekoľko vrstiev sklených šošoviek. Rovnaký systém sa používa v objektoch fotoaparátu a videokamerách. Ale na úkor niekoľkých šošoviek, ktoré sú vzdialené od seba, zariadenie dosahuje veľké rozmery. Vedci z Harvardskej univerzity dokázali vytvoriť plochý objektív. Je schopný úplne odstrániť chyby obrazu, pretože chýba aberácia. Transparentný kremeň a oxid titaničitý sa stali hlavnými zložkami šošovky. Na kremeňovej doske sa na ňom umiestnili milióny titánových stĺpcov. Zrezali lúč svetla na kúsky a zaistili správne zaostrenie.

Mikročipy založené na optike

Svetelná komunikácia je jednou z hlavných alternatív k technológii budúcnosti. energiedrôty majú jeden významný mínus - rýchlostný limit prenosu dát. Okrem toho to vyžaduje veľa energie, čo znamená prehriatie.

Výmena bežných optických vodičov povedie k rýchlejšiemu prenosu dát. A budú tiež používať paralelný prenos v rôznych farbách. Po prvýkrát sa v roku 2015 prejavil hmatateľný pokrok smerom k optickým technológiám, keď vedci opísali riešenie, ktoré by prekonalo obmedzenia polovodičov. V článku Príroda výskumníci detailne opísali princíp mikroprocesora, dávajú fotografie a dávajú mu meno "Zero change". Takže použitím kremíka v čipoch môžete použiť fotoniky. Najbežnejším používaním fotoniky je bezdrôtové pripojenie 4G. Jedná sa o mikročipy optického pôvodu, ktoré poskytujú taký vysokorýchlostný prenos dát.

Optické vlákno v budúcnosti

Keďže požiadavky na kvalitu sa zvyšujú s každým rokom, jeho výkon by mal byť na primeranej úrovni. Prvou z nich je nasadenie 5G bezdrôtovej siete. Takže aké množstvo dostupných údajov sa môže prenášať cez optické vlákno? 40% sa plánuje prideliť len na pripojenie k optickým počítačom. Zvyšných 60% spotrebúvajú používatelia smartfónov, tabletov a iných prenosných zariadení. Toto je hrubý plán budúceho pripojenia 5G. Káble s optickými vláknami dokážu pri použití fotonickej technológie prenášať informácie až do 100 Gb /s.

Prekážka vobmedzenia

Ľudstvo bude mať do roku 2020 prístup k dátovým frekvenciám až do 1000 Tbps. To sa vykonáva s cieľom plne spĺňať požiadavky širokopásmového pripojenia. Táto úloha je v podstate spomalená, pretože dnes neexistujú technológie schopné prekonať prekážku. Čím väčšia je otázka možnosti prenosu informácií na dlhé vzdialenosti.
Len kábel s optickým vláknom v jedinom jadre schopnom dosiahnuť takmer 10 Tbit /s je schopný. Je však schopný prenášať len jeden tok fotonického signálu. Multimódové káble, ktoré zabezpečujú paralelný priechod viacerých svetelných signálov, môžu fungovať bez skreslenia len vo vzdialenosti niekoľkých metrov. V závode na optimalizáciu viacžilového kábla japonskí inžinieri porazili všetky záznamy o rýchlosti, dosahujúc limit 43 Tbit /s. V tomto kábli fungoval iba jeden laser.

Stanovisko

all-optické počítače - sen o budúcnosti, ale zatiaľ k dispozícii len technológie v symbióze, ktorá dokonale kombinuje optiku a analógy. Analógová technológia je výrazne obmedzený vo svojich technických možností, ktoré pracujú v nepretržitom toku, teda takmer nekontrolovateľne. Výsledkom je vysoká stratu signálu a spotreba energie. Takéto manipulácie vedú k silnému zahrievaniu elektroniky. Použitie optickej technológie bude prelomom v oblasti prenosu údajov. Navyše náklady na technológiu s takýmito schopnosťami nebudú vyššie ako bežné zariadenia. Takýto príklad slúži terazprítomnosť smartfónov, pretože ich procesory a mikroobvody sú postavené na symbióze dvoch technológií, ktoré umožňujú kombinovať malú veľkosť a "inteligentný" systém. Je možné, že čoskoro zabudneme na takéto polovodiče, pretože sú nahradené optickými zariadeniami.