Užitnost každé technologie je měřena podle jejího významu, takže vývoj optických počítačů se stal jednou z nejpopulárnějších témat současnosti. Technici a vývojáři po celém světě se snaží dosáhnout vynikajících výsledků v oblasti nanotechnologií, a proto se neustále zkoumají. Optické počítače jsou jednou z nejoblíbenějších témat. Všechny výhody umožňují ujistit se, že jsou dnes potřebné. Takové technologie lze nalézt v moderním světě, ale jejich růst v budoucnu je nevyhnutelný. Proto se budou dále diskutovat o optických technologiích.

Popis technologie

Jako příklad procesorů můžete zjistit, proč jsou optické počítače potřebné. Když přijde čas na snížení technického procesu CPU, nikde to nebude, Moorův zákon přestane být užitečný. V současné době se vyvíjí možnost alternativní technologie, která má nahradit dráty optickými vlákny, které vytvářejí světlo.


Systém polovodičového inženýrství je mírně zastaralý, protože se řídí zákony fyziky spojenými s elektrickým proudem. Jedná se o řádný pohyb částic, který přitahuje elektrony k pohybu v kontinuálním toku, což vede ke ztrátě určitého množství energie, které se projevuje v emise tepla a elektromagnetickém záření. Na rozdíl od polovodičů je světlo schopno přenášet obrovské množství informací a mnohem rychleji a ztráty budou minimalizovány. Pro optické počítače je to jen objev.

Princip práce

Tvorba optických počítačů nebude obtížná. Přijdou během testování, protože optická vlákna jsou stále nucena pracovat. Vytvoření optických počítačů radikálně mění samotný koncept programování, který je založen na pořadí nul a jednotek. Na druhou stranu proces přenosu dat bude rychlejší, pokud nepoužíváte binární systém, ale impulsy světla.


Vytvoření optického počítačového zařízení je v současné době ve fázi plánování. Mezitím bude vyvinuta výroba společných technologií - světla a analogů.

Stanovení fotonu

Po zjištění, jak se používá optika, je třeba pochopit, co je foton. Foton je hmota, která nemá hmotu a existuje pouze ve vakuu. Samotný foton nemá elektrický náboj, ale kvůli jeho stabilitě může urychlit elektrický náboj. To je foton. Jednou z jeho výhod je rychlost distribuce. Je velmi vysoká a je srovnatelná s rychlostí světla. Fotonové počítače pracují na stejném principu.

Použití technologie

Laserové tiskárny, skenery a CD používají světlo k provádění všech potřebných procesů. Optické technologie dokáží poskytovat vysokorychlostní připojení k sítím, analogová zařízení zaostávají za sebou a znatelně. Různé laserové operace slouží k prodloužení životnosti zařízení, zlepšení jeho trvanlivosti, tvárnosti a povrchu. Tato technologie byla široce používána v zařízeních, která čte čárové kódy.Světelná technika se také používá v oblasti medicíny. Například v zařízeních pro osvětlení vnitřní dutiny osoby. Optická vlákna se používají také pro fotografování vysokorychlostních filmů.

Výhodou optiky

Světlo je schopno přenášet informace ve velkých svazcích a neuvěřitelnou rychlostí. Existuje však i řada dalších výhod optických počítačů, které budou v budoucnosti uplatňovány. Možná se to stane velmi brzy.
Využití optických technologií umožňuje vylepšit jakoukoli techniku, neboť zařízení tráví méně elektřiny. Pomáhá také snížit ztrátu tepla. V moderních procesorech hraje hlavní roli technický proces a čím je tenčí, tím vyšší je výkon. U moderních grafických procesorů má snížený technologický proces vliv na spotřebu energie. Ale když snížení technologického procesu dosáhne svého limitu, inženýři budou hledat podobný způsob, jak zvýšit produktivitu. Náhrada polovodičů proto přichází s optickou technologií. Mnoho vědců již pracuje na tom. Výhody optického počítače spočívají v tom, že informace jsou prezentovány jako fotony generované lasery nebo diodami. Při použití fotonů je zajištěno dosažení vysokorychlostního přenosu informací. Chcete-li použít další funkce pro zadávání vstupních a výstupních dat, můžete použít třetí měření. Transparentní prostředí je ideálním místem, kde mohou být data kódovaná optickým paprskem zpracovávána bez spotřeby energie. Kvůli nulovému zářeníprostředí, může optický systém poskytnout ochranu počítače v případě pokusu o zachycení informací. Optický systém má také ochranu před elektromagnetickými aktivacemi jiných výrobců.
Kabely z optických vláken se každým dnem stávají levnějšími, což je více relevantní než analogové.

Dostupné optické technologie

Jedním z nových objevů ve světě optiky je kovová čočka. Vytvořil plochý objektiv, který se skládá z bělení, barvy a křemene, dokáže v budoucnu úplně vyměnit sklo. Důvodem použití kovových čoček je zcela vyloučit zkreslení v mikroskopických studiích. Faktem je, že obyčejné sklo není schopné poskytnout maximální jasnost v jedné vrstvě. Vědci proto musí používat několik vrstev skleněných čoček. Stejný systém se používá v objektivu fotoaparátu a videokameře. Ale na úkor několika čoček, které se nacházejí ve vzdálenosti od sebe, zařízení dosahuje velkých rozměrů. Vědci Harvardské univerzity dokázali vytvořit plochý objektiv. Je schopen zcela odstranit závady obrazu, protože chybí aberace. Průhledný křemen a oxid titaničitý se staly hlavními součástmi čočky. Křemenná deska na ní byla umístěna miliony sloupců titanu. Rozřezávají paprsek světla na kusy a zajišťují správné zaostření.

Mikročipy založené na optice

Světelná komunikace je jednou z hlavních alternativ k technologii budoucnosti. Elektrickédrát má jeden významný mínus - rychlostní limit datového přenosu. Navíc to vyžaduje hodně energie, což znamená přehřátí.

Výměna konvenčních optických vodičů vede k rychlejšímu přenosu dat. A budou také používat paralelní přenos v různých barvách. Poprvé se v roce 2015 projevil hmatatelný pokrok směrem k optickým technologiím, kdy výzkumníci popsali řešení, které by překonalo omezení polovodičů. V článku Příroda vědci detailně popsali princip mikroprocesoru, dali fotky a dali mu jméno "Zero change". Pomocí křemíkové báze v čipu můžete použít fotoniku. Nejběžnějším používáním fotoniky je bezdrátové připojení 4G. Jedná se o mikročipy optického původu, které poskytují tak vysokou rychlost přenosu dat.

Optické vlákno v budoucnosti

Jelikož se požadavky na jakost zvyšují s každým rokem, jeho výkon by měl být na odpovídající úrovni. První z nich je nasazení 5G bezdrátové sítě. Jaké množství dostupných dat může být přenášeno přes optické vlákno? 40% má být přiděleno pouze na připojení k optickým počítačům. Zbývajících 60% spotřebuje uživatelé smartphonů, tablet a dalších přenosných zařízení. Jedná se o hrubý plán budoucího připojení 5G. Kabely s optickými vlákny jsou schopny vysílat informace o rychlosti až 100 Gb /s při použití fotonové technologie.

Překážka vomezení

Do roku 2020 bude lidstvo mít přístup k rychlostem dat až do 1000 Tbps. To se provádí za účelem plného splnění požadavků širokopásmového připojení. Tento úkol je však podstatně zpomalen, neboť dnes nejsou žádné technologie schopné překonat překážku. Čím více se jedná o otázku přenosu informací na dlouhé vzdálenosti.
Je možné použít pouze kabel s optickým vláknem v jediném jádře schopném dosáhnout téměř 10 Tbit /s. Je však schopen přenášet pouze jeden tok fotonického signálu. Multimodální kabely, které poskytují průchod paralelně několik světelných signálů, mohou fungovat bez zkreslení pouze v omezeném rozsahu několika metrů. V závodě optimalizace vícežilového kabelu japonští inženýři porazili všechny záznamy o rychlosti, dosáhly limitu 43 Tbit /s. V tomto kabelu fungoval pouze jeden laser.

Závěr

Plně optické počítače jsou sen o budoucnosti a zatím jsou k dispozici pouze technologie v symbióze, které v ideálním případě kombinují optiku a analogy. Analogové technologie jsou výrazně omezeny technickými možnostmi, protože pracují v kontinuálním toku, tedy prakticky nekontrolovaném. Výsledkem je vysoká ztráta signálu a spotřeba energie. Takové manipulace vedou k silnému zahřátí elektroniky. Použití optické technologie bude průlomem v oblasti přenosu dat. Navíc náklady na technologii s takovými schopnostmi nebudou vyšší než obvyklé vybavení. Nyní takový příklad sloužípřítomnost smartphonů, protože jejich procesory a mikroobvody jsou postaveny na symbióze dvou technologií, které umožňují kombinovat malou velikost a "inteligentní" systém. Je možné, že brzy zapomeneme na takové polovodiče, protože jsou nahrazeny optickými zařízeními.