Jutos universiteto (JAV) inžinieriai pasistūmėjo į priekį kurdami naujos kartos kompiuterius ir nešiojamuosius įrenginius, veiksiančius milijonus kartų sparčiau už dabartinius jų analogus.
Mokslininkai sukonstravo ultrakompaktišką šviesos pluošto dalytuvą, kurio paskirtis - išskaidyti šviesos bangas į du atskirus informacijos kanalus. Šio prietaiso sukūrimas leidžia tyrėjams garsiau prabilti apie silicio fotonikos lustus, kurie apdoroja ir perduoda duomenis ne elektronų, o šviesos pagalba. Kartu su kolegomis asocijuotasis elektros ir kompiuterių inžinerijos profesorius Radžišas Menonas (Rajesh Menon) savo darbą aprašo prestižiniame „Nature Photonics“ žurnale.
Silicio fotonikos technologija galėtų ženkliai padidinti superkompiuterių, duomenų saugyklų ar specializuotų kompiuterių, valdančių autonominius automobilius arba bepiločius orlaivius, galią ir spartą. Galiausiai ši technologija pasiektų įprastinius namų kompiuterius ir nešiojamuosius įrenginius, tad vartotojai būtų nudžiuginti didesnėmis galimybėmis - tiek kalbant apie žaidimus, tiek apie vaizdo medžiagos apdorojimą.
„Šviesa yra pats greičiausias būdas, kurį galite panaudoti informacijai perduoti, - pasakoja profesorius. - Tačiau taip perduodama informacija vis tiek turi būti paverčiama elektronais, kuomet ji atsiduria jūsų kompiuteryje. Tai viską gerokai sulėtina. Mūsų siekiamybė būtų išvengti šio proceso“.
Šviesos fotonai perneša informaciją šviesolaidiniais tinklais. Tačiau vos tik tokie duomenys pasiekia namus ar biurą, tam, kad maršrutizatorius ar kompiuteris galėtų juos apdoroti, fotonus būtina paversti elektronais. Šią silpnąją proceso grandį būtų galima pašalinti, jeigu perduodami duomenys išliktų šviesos pavidalo pačių kompiuterių procesoriuose.
„Dirbant tik su šviesa kompiuteriai veiktų milijonus kartų sparčiau“, - teigia R. Menonas.
Todėl Jutos universiteto inžinieriai ant silicio lusto paviršiaus patalpino žymiai mažesnį šviesos pluošto dalytuvą, galintį išskaidyti valdomą šviesos signalą į dvi dedamąsias. Anksčiau tokio šviesos dalytuvo parametrai siekė 100 x 100 mikronų, tačiau dabar pritaikius naująjį gamybos metodą mokslininkų komandai pavyko pasiekti 2.4 x 2.4 mikronų matmenis, o tai atitinka vieną penkiasdešimtąją žmogaus plauko storio dalį ir priartina prie fizinės galimybių ribos.
Naujasis šviesos dalytuvas bus tik vienas iš daugybės pasyviųjų elementų, šviesos valdymui patalpinamų ant silicio lusto paviršiaus. Smarkiai sumažinę tokių elementų parametrus, tyrėjai galės milijonus jų sugrūsti viename luste.
Svarbu ir tai, kad potencialūs privalumai sietini ne tik su padidėjusia sparta. Jutos universiteto mokslininkų išradimą bus paprasta gaminti, nes jam tinka plačiai taikomos silicio lustų gamybos technologijos. Be to, tai, kad fotoniniai lustai veikia ne elektronų, o fotonų pagrindu, leidžia tikėtis mažesnių išmaniųjų telefonų ar planšetinių kompiuterių energijos sąnaudų, todėl pailgės baterijos veikimo laikas bei sumažės išskiriamas šilumos kiekis.
Pirmieji superkompiuteriai, kuriuose tokios gigantės kaip IBM ar „Intel“, diegia silicio fotonikos technologiją, naudos hibridinius procesorius, todėl iš dalies išliks elektroniniai. Tačiau R. Menonas įsitikinęs, jog naujasis šviesos dalytuvas tokiose mašinose galėtų būti sėkmingai pritaikytas per trejus metus. Tas pats pasakytina ir apie duomenų saugyklas, kurioms reikalingos spartesnės vidinės tarpusavio jungtys.
