Новая эпоха компьютерных вычислений начнется, когда мы научимся контролировать свет точно так же, как сейчас контролируем электричество. До сих пор такой контроль считался делом сугубо теоретическим. Но теперь ученые Стэнфорда разработали трюк, который позволяет реализовать это на практике. Речь идет об управлении фотонами - элементарными частицами электромагнитного излучения или, проще говоря, частицами света.
В современной вычислительной технике все вычисления производятся при помощи электронов. Но управлять электронами способен даже ребенок, так как они реагируют на простые и понятные взаимодействия, вроде магнетизма. По сути, вся наша сверхсложная вычислительная техника работает на технологии 19 века.
Возможность манипулировать фотонами стала бы настоящим прорывом. И такой прорыв назрел. Команда ученых Стэнфордского университета объявила о создании “псевдомагнитной” силы, которая позволяет точно контролировать отдельные фотоны.
По сути, исследователям удалось обмануть фотоны. Обычно эти частицы никак не реагируют на магнетизм, но ученые заставили их вести себя, подобно заряженным электронам. Такого эффекта удалось достичь, отправив фотоны через лабиринты особой конструкции. Световые частицы начали вести себя так, будто на них воздействуют "синтетическим" или "искусственным" магнитным полем. “Мы создали структуры, которые генерируют магнитные силы, способные направлять фотоны предсказуемыми и полезными способами”, - рассказал профессор электротехники и старший научный сотрудник Стэнфорда Шаньхуэй Фань.
Хотя эти “лабиринты” ещё находятся на экспериментальной стадии, они крайне важны для будущего компьютерной техники. Любая работа с информацией в цифровом виде предполагает управление переменными состояниями частиц. Например, сегодня, включая и выключая поток электронов, чипы генерируют цифровые нули и единицы.
Фотонные процессоры могут быть более сложными. Используя “псеводмагнитную силу”, можно добиться от фотона большего числа разных состояний. Проще говоря, фотонный код работает не по принципу вкл/выкл и состоит не из нулей и единиц, а становится более сложным и разнообразным. С одной стороны, это означает совершенно новую архитектуру вычислений. С другой, это позволяет хранить и передавать гораздо большие объемы данных, чем возможно с помощью традиционных электронных чипов.
В краткосрочной перспективе эта технология позволит повысить плотность передачи данных по оптоволоконным кабелям. А в течение нескольких лет открытие должно привести к созданию световых процессоров, которые будут работать в десятки, а то и в сотни раз быстрее электронных чипов. “То, что мы сделали, настолько ново, что перспективы этого открытия только начинают вырисовываться”, - говорит доцент Авик Датт (Avik Dutt), один из авторов соответствующей статьи в Science.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
