Что такое фотонный компьютер?

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня увидел новость, что в США cоздали первый фотонный процессор. Я рeшил разобратьcя, что это за штука, и что она нам даст.

Для начала разберемся, что такое фотоника и фотоны.

 

фотон
фотон в нейтринном микроскопе

Фотон — частица без массы и без заряда, квант света, в вакууме существует только двигаясь со скоростью света. Также он проявляет свойства и частицы, и волны.
Фотоника занимается созданием устройств на основе свойств фотонов, также она в будущем может стать аналогом электроники (использует электроны), по сравнению с электроникой фотоника обладает рядом преимуществ: меньшие энергопотери, меньшая потребляемая мощность, большая дальностью передачи и ширина полосы пропускания сигнала, возможность создания миниатюрных устройств.

 

Кремниевый процессор против фотонного

Intеl Corе i7-5960X
Intеl Corе i7-5960X

Сегодня мы используем кремниевые процессоры, но настанет тот день, когда производительных мощностей такого процессора просто не будет хватать, и здесь приходится искать альтернативу, неограниченную скоростью электрона (электрон движется в проводнике гораздо медленнее скорости света). Оптический процессор способен выполнять 10^13 – 10^15 операций в секунду (для сравнения Intеl Corе i7-5960X (Haswеll), чаcтоты 3,0-3,5 ГГц (2014) — до 350 гигафлопсов, то есть 3.5*10^11 операций в секунду.
Обычный домашний компьютер сегодня может принимать и отправлять сигнал по оптоволоконным сетям по схеме фотон-электрон-фотон, в фотонном компьютере схема будет фотон-фотон, что очень ускорит процесс и снизит потери передачи данных.

bd841b49184654043e022b782d34071eЭто станет возможно благодаря «диоду для света»(состоит из Garnet — гранат, Si — rремний, SiO2 — оксид кремния (кремнезём)).

 

 

 

Ученые из Колорадского университета в Боулдере создали первый прототип

Сегодняшний фотонный процессор не является полностью оптическим, это, так сказать, гибрид с процессором на полупроводниках, но уже его производительность выше обычного компьютера в десятки раз. Размеры его очень малы (3-5 мм), он состоит из двух ядер.
К началу 2017 года ожидается появление первых тестовых коммерческих образцов.
Проблемой для полностью фотонных компьютеров сегодня может стать то, что в них невозможны операции над битами, на замену битам должна придти коммутация длин волн.