Prosesor komputasi fotonik ultra-cepat menggunakan polarisasi —

Penelitian baru menggunakan beberapa saluran polarisasi untuk melakukan pemrosesan paralel – meningkatkan kepadatan komputasi dengan beberapa pesanan melalui chip elektronik konvensional.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan hari ini di Kemajuan Ilmu Pengetahuanpara peneliti di Universitas Oxford telah mengembangkan metode menggunakan polarisasi cahaya untuk memaksimalkan kepadatan penyimpanan informasi dan kinerja komputasi menggunakan kawat nano.

Cahaya memiliki sifat yang dapat dieksploitasi — panjang gelombang cahaya yang berbeda tidak berinteraksi satu sama lain — karakteristik yang digunakan oleh serat optik untuk membawa aliran data paralel. Demikian pula, polarisasi cahaya yang berbeda juga tidak berinteraksi satu sama lain. Setiap polarisasi dapat digunakan sebagai saluran informasi independen, memungkinkan lebih banyak informasi disimpan di beberapa saluran, sangat meningkatkan kepadatan informasi.

Penulis pertama dan mahasiswa DPhil June Sang Lee, Departemen Material, Universitas Oxford mengatakan: ‘Kita semua tahu bahwa keuntungan fotonik dibandingkan elektronik adalah bahwa cahaya lebih cepat dan lebih fungsional pada bandwidth yang besar. Jadi, tujuan kami adalah untuk memanfaatkan sepenuhnya keuntungan dari fotonik yang digabungkan dengan bahan yang dapat disesuaikan untuk mewujudkan pemrosesan informasi yang lebih cepat dan lebih padat.’

Bekerja sama dengan Profesor C David Wright, University of Exeter, tim peneliti mengembangkan kawat nano HAD (hybridized-active-dielectric), menggunakan bahan kaca hibrida yang menunjukkan sifat bahan yang dapat diganti pada penerangan pulsa optik. Setiap kawat nano menunjukkan respons selektif terhadap arah polarisasi tertentu, sehingga informasi dapat diproses secara bersamaan menggunakan beberapa polarisasi dalam arah yang berbeda.

Dengan menggunakan konsep ini, para peneliti telah mengembangkan prosesor komputasi fotonik pertama yang memanfaatkan polarisasi cahaya.

Komputasi fotonik dilakukan melalui beberapa saluran polarisasi, yang mengarah pada peningkatan kepadatan komputasi beberapa kali lipat dibandingkan dengan chip elektronik konvensional. Kecepatan komputasi lebih cepat karena kawat nano ini dimodulasi oleh pulsa optik nanodetik.

Sejak penemuan sirkuit terpadu pertama pada tahun 1958, mengemas lebih banyak transistor ke dalam ukuran tertentu dari sebuah chip elektronik telah menjadi sarana untuk memaksimalkan kepadatan komputasi — yang disebut ‘Hukum Moore’. Namun, dengan Kecerdasan Buatan dan Pembelajaran Mesin yang membutuhkan perangkat keras khusus yang mulai mendorong batas-batas komputasi mapan, pertanyaan dominan di bidang teknik elektronik ini adalah ‘Bagaimana kita mengemas lebih banyak fungsi ke dalam satu transistor?’

Selama lebih dari satu dekade, para peneliti di laboratorium Profesor Harish Bhaskaran di Departemen Material, Universitas Oxford telah meneliti penggunaan cahaya sebagai alat untuk menghitung.

Profesor Bhaskaran, yang memimpin penelitian tersebut, mengatakan: ‘Ini hanyalah awal dari apa yang ingin kita lihat di masa depan, yang merupakan eksploitasi semua derajat kebebasan yang ditawarkan cahaya, termasuk polarisasi untuk secara dramatis memparalelkan pemrosesan informasi. Jelas pekerjaan tahap awal, tetapi ide-ide super menarik yang menggabungkan elektronik, bahan non-linear, dan komputasi. Banyak prospek menarik untuk dikerjakan yang selalu merupakan tempat yang bagus untuk dikunjungi!’

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Oxford. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Komputasi Seluler