Paano Maaaring Gumamit ang “Photonic Computer” ng Banayad sa halip na Elektrisidad

Ang computer na iyong ginagamit ay electronic. Sa madaling salita, ginagamit nito ang daloy ng mga electron upang paganahin ang mga pag-compute nito. Ang mga photonic na computer, kung minsan ay tinatawag na optical na mga computer, ay maaaring isang araw na gawin kung ano ang ginagawa ng isang computer sa mga electron, ngunit sa halip ay may mga photon.

Ano ang Napakahusay Tungkol sa Mga Optical na Computer?

Ang mga optical computer ay mayroong maraming pangako. Sa teorya, ang isang ganap na optical computer ay magkakaroon ng ilang mga pakinabang kaysa sa mga elektronikong computer na ginagamit natin ngayon. Ang pinakamalaking bentahe ay ang mga computer na ito ay tatakbo nang mas mabilis at gumagana sa mas mababang temperatura kaysa sa mga electronic system. Sa mga frequency na sinusukat sa sampu-sampung gigahertz na may mga teoretikal na frequency na sinusukat sa terahertz.

Ang mga optical computer ay dapat ding lubos na lumalaban sa electromagnetic interference. Ang aktwal na mga photon sa system ay hindi dapat maapektuhan, ngunit ang laser o iba pang pinagmumulan ng liwanag na nagbibigay ng mga photon na iyon ay maaari pa ring ma-knock out.

Ang Photonics ay maaari ding magbigay ng high-speed, parallel interconnection na ginagawang posible ang parallel computing system na ang mga electron ay masyadong mabagal.

Ang Photonic System na Ginagamit Namin

Bagama't wala pang ganap na optical computer, hindi iyon nangangahulugan na ang mga aspeto ng computing ay hindi pa photonic. Ang isa na ginagamit na ng karamihan sa mga tao ngayon ay ang fiber optics. Kahit na wala kang koneksyon sa fiber sa bahay, ang lahat ng iyong network packet ay nagiging liwanag sa isang punto sa linya.

Binago ng fiber optics kung gaano karaming data ang maaari nating ilipat sa medyo manipis na mga cable, sa hindi kapani-paniwalang malalayong distansya. Kahit na ang overhead ng pag-convert sa pagitan ng mga de-koryenteng at photonic signal, ang fiber optics ay nagkaroon ng exponential effect sa bilis at bandwidth ng mga komunikasyon. Magiging mahusay kung ang natitirang mga mabagal na mga sistema ng pag-compute ng kuryente ay maaari ding i-convert upang tumakbo sa mga photon, ngunit lumalabas na iyon ay isang mataas na pagkakasunud-sunod!

Ang Photonic Puzzle ay Hindi Nabasag

Sa oras ng pagsulat, hindi pa rin naiisip ng mga siyentipiko at inhinyero kung paano gagayahin ang bawat bahagi ng computer na kasalukuyang umiiral sa loob ng mga processor ng semiconductor. Ang pagkalkula ay nonlinear. Nangangailangan ito na ang iba't ibang signal ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa at baguhin ang mga kinalabasan ng iba pang mga bahagi. Kailangan mong bumuo ng mga logic gate sa parehong paraan na ginagamit ang mga semiconductor transistors upang lumikha ng mga logic gate, ngunit ang mga photon ay hindi kumikilos sa paraang natural na gumagana sa diskarteng ito.

Dito makikita ang photonic logic. Sa pamamagitan ng paggamit ng nonlinear optics posibleng bumuo ng mga logic gate na katulad ng ginagamit sa mga kumbensyonal na processor. Hindi bababa sa, sa teorya, maaari itong posible. Maraming praktikal at teknolohikal na hadlang ang dapat lampasan bago magkaroon ng mahalagang papel ang mga photonic computer.

Maaaring I-unlock ng mga Photonic Computer ang AI

Bagama't kasalukuyang may mga limitasyon sa kung anong mga uri ng computation photonic technology ang maaaring ilapat, ang isang lugar ng kasabikan ay ang malalim na pag-aaral. Ang malalim na pag-aaral ay isang subset sa loob ng larangan ng artificial intelligence at, sa turn, machine learning.

Sa isang kamangha-manghang artikulo ni Dr. Ryan Hamerly (MIT) naninindigan siya na ang photonics ay partikular na angkop para sa uri ng matematika na ginagamit sa malalim na pag-aaral. Kung ang mga photonic chips na kanilang pinagsisikapan na gawin ang katotohanan ay tumutugma sa kanilang potensyal, maaari itong magkaroon ng malaking epekto sa malalim na pag-aaral. Ayon kay Hamerly:

Gayunpaman, ang malinaw ay, kahit man lang sa teorya, ang photonics ay may potensyal na mapabilis ang malalim na pag-aaral sa pamamagitan ng ilang mga order ng magnitude.

Dahil sa kung gaano karami sa ating makabagong teknolohiya ngayon ang umaasa sa machine learning para gumana ang magic nito, ang photonics ay maaaring higit pa sa isang hindi kilalang sangay ng theoretical computing.

Malamang na Hybrid Systems

Para sa nakikinita na hinaharap, hindi kami makakakita ng puro photonic system. Ang mas malamang ay ang ilang bahagi ng mga supercomputer at iba pang mga high-performance na computing system ay maaaring photonic. Ang mga bahagi ng photonic ay maaaring unti-unting mapahusay o kunin ang mga partikular na uri ng pagtutuos. Katulad ng D-Wave na mga quantum processor na ginagamit para gumawa ng napakaspesipikong mga kalkulasyon, na ang iba ay pinangangasiwaan ng mga kumbensyonal na computer.

Kaya, hanggang sa makita natin ang liwanag isang araw (kaya sabihin) ang photonics ay malamang na dahan-dahan ngunit tuluy-tuloy sa background hanggang sa handa na itong magsimula ng isa pang rebolusyon sa pag-compute.