Obliczenia optyczne mają na celu zastąpienie energii elektrycznej światłem, aby uzyskać szybsze i energooszczędne obliczenia.
Naukowcy opracowali obecnie optyczną programowalną tablicę logiczną (PLA), która pokonuje kluczowe przeszkody, wykonując zaawansowane operacje logiczne, takie jak gra w życie Conwaya. To przełomowe osiągnięcie ukazuje przyszły potencjał obliczeń optycznych.
Przez lata naukowcy badali sposoby wykorzystania światła do obliczeń, poszukując większych prędkości i mniejszego zużycia energii w porównaniu z konwencjonalnymi systemami elektronicznymi. Obliczenia optyczne, które w obliczeniach opierają się na świetle zamiast na elektryczności, oferują obiecujące korzyści, takie jak wysoka równoległość i wydajność. Jednakże wdrażanie złożonych funkcji logicznych za pomocą światła stanowi wyzwanie, ograniczając jego praktyczne zastosowania.
Przełom w optycznych układach logicznych
Teraz naukowcy z Uniwersytetu Naukowo-Technologicznego w Huazhong wraz z Narodowym Laboratorium Optoelektroniki w Wuhan dokonali znaczącego przełomu w tej dziedzinie. Jak podano w Zaawansowana fotonikaopracowali wielkoskalową optyczną programowalną tablicę logiczną (PLA), zdolną do obsługi złożonych obliczeń. Ten optyczny PLA wykorzystuje modulację widma równoległego, aby uzyskać system z 8 wejściami, znacznie zwiększając zakres operacji logiki optycznej.
Uruchamianie złożonych modeli na platformach optycznych
Naukowcy zademonstrowali potencjał swojego optycznego PLA, z sukcesem uruchamiając Conway’s Game of Life, dobrze znany dwuwymiarowy automat komórkowy. To osiągnięcie oznacza, że po raz pierwszy tak złożony model został wykonany na platformie optycznej bez polegania na komponentach elektronicznych do obliczeń nieliniowych. Zdolność optycznego PLA do obsługi zaawansowanych funkcji logicznych, takich jak dekodery, komparatory, sumatory i mnożniki, pokazuje jego wszechstronność i potencjał do szerszych zastosowań w przetwarzaniu cyfrowym.
Udoskonalanie obliczeń optycznych do przyszłych zastosowań
Ta innowacyjna praca nie tylko rozwija dziedzinę obliczeń optycznych, ale także zapewnia nową platformę do symulacji złożonych zjawisk. Sukces badaczy w uruchamianiu różnych modeli automatów komórkowych, w tym trójkąta Sierpińskiego, podkreśla zdolność optycznego PLA do obsługi skomplikowanych zadań obliczeniowych. To osiągnięcie stanowi znaczący krok naprzód w dążeniu do wykorzystania światła w bardziej wydajnych i wydajnych rozwiązaniach komputerowych.
Odniesienie: „Wielkoskalowa optyczna programowalna tablica logiczna dla dwuwymiarowego automatu komórkowego” autorstwa Wenkai Zhang, Bo Wu, Wentao Gu, Junwei Cheng, Hailong Zhou, Dongmei Huang, Ping-kong Alexander Wai, Liao Chen, Wenchan Dong, Jianji Dong i Xinliang Zhang, 17 października 2024 r., Zaawansowana fotonika.
DOI: 10.1117/1.AP.6.5.056007
