กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 10 นาที

การประมวลผลเชิงแสง

การคำนวณด้วยแสงหรือการคำนวณด้วยโฟตอนใช้คลื่นแสงที่ผลิตโดยเลเซอร์หรือแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่สอดคล้องกันสำหรับการประมวลผลข้อมูลการจัดเก็บข้อมูล หรือการสื่อสารข้อมูลสำหรับการคำนวณ...

การประมวลผลเชิงแสง

การคำนวณด้วยแสงหรือการคำนวณด้วยโฟตอนใช้คลื่นแสงที่ผลิตโดยเลเซอร์หรือแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่สอดคล้องกันสำหรับการประมวลผลข้อมูลการจัดเก็บข้อมูล หรือการสื่อสารข้อมูลสำหรับการคำนวณ เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้ว ที่ โฟตอนแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการให้แบนด์วิดท์ ที่สูง กว่าอิเล็กตรอนที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ทั่วไป (ดูใยแก้วนำแสง )

โครงการวิจัยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การแทนที่ส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ปัจจุบันด้วยส่วนประกอบทางแสง ส่งผลให้เกิดระบบคอมพิวเตอร์ดิจิทัล แบบออปติคอลที่ประมวลผล ข้อมูลไบนารีแนวทางนี้ดูเหมือนจะให้โอกาสที่ดีที่สุดในระยะสั้นสำหรับการประมวลผลแบบออปติคอลเชิงพาณิชย์ เนื่องจากส่วนประกอบทางแสงสามารถรวมเข้ากับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมเพื่อสร้างระบบไฮบริดแบบออปติคอล-อิเล็กทรอนิกส์ได้ อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์ ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ใช้พลังงาน 30% ในการแปลงพลังงานอิเล็กทรอนิกส์เป็นโฟตอนและกลับกัน การแปลงนี้ยังทำให้การส่งข้อความช้าลง คอมพิวเตอร์แบบออปติคอลทั้งหมดช่วยขจัดความจำเป็นในการแปลงแบบออปติคอล-ไฟฟ้า-ออปติคอล (OEO) จึงช่วยลดการใช้พลังงานไฟฟ้า[ 1 ]

อุปกรณ์เฉพาะการใช้งาน เช่นเรดาร์สังเคราะห์รูรับแสง (SAR) และตัวเชื่อมโยงแสงได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้หลักการของการคำนวณด้วยแสง ตัวเชื่อมโยงแสงสามารถใช้เพื่อตรวจจับและติดตามวัตถุได้[ 2 ]และเพื่อจำแนกข้อมูลแสงแบบอนุกรมในโดเมนเวลา[ 3 ]

ส่วนประกอบทางแสงสำหรับคอมพิวเตอร์ดิจิทัลไบนารี

องค์ประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่คือทรานซิสเตอร์ในการแทนที่ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ด้วยส่วนประกอบออปติคอล จำเป็นต้องใช้ ทรานซิสเตอร์ออปติคอล ที่เทียบเท่ากัน ซึ่งทำได้โดยใช้คริสตัลออปติก (โดยใช้วัสดุที่มีดัชนีหักเหแบบไม่เชิงเส้น ) [ 4 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีวัสดุ[ 5 ]ที่ความเข้มของแสงขาเข้าส่งผลต่อความเข้มของแสงที่ส่งผ่านวัสดุในลักษณะที่คล้ายกับการตอบสนองกระแสของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ ทรานซิสเตอร์ออปติคอลดังกล่าว[ 6 ] [ 7 ]สามารถใช้สร้างเกตตรรกะออปติ คอ ล[ 7 ] ซึ่งจะถูกประกอบเข้ากับส่วนประกอบระดับสูงของ หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ของคอมพิวเตอร์ ส่วนประกอบเหล่านี้จะเป็นคริสตัลออปติคอลแบบไม่เชิงเส้นที่ใช้ในการจัดการลำแสงเพื่อควบคุมลำแสงอื่น

เช่นเดียวกับระบบคอมพิวเตอร์อื่นๆ ระบบคอมพิวเตอร์แบบออปติคอลก็ต้องการองค์ประกอบสี่อย่างเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ:

  1. ตัวประมวลผลแสง
  2. การถ่ายโอนข้อมูลด้วยแสง เช่น สายเคเบิลใยแก้วนำแสง
  3. การจัดเก็บแบบออปติคอ[ 8 ]
  4. แหล่งกำเนิดแสง (แหล่งกำเนิดแสง)

การเปลี่ยนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะต้องมีการแปลงรูปแบบข้อมูลจากโฟตอนเป็นอิเล็กตรอน ซึ่งจะทำให้ระบบทำงานช้าลง

ความขัดแย้ง

นักวิจัยโต้แย้งถึงความสามารถในอนาคตของคอมพิวเตอร์แบบออปติคอล ว่าในที่สุดแล้วจะสามารถแข่งขันกับคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ในแง่ของความเร็วหรือการใช้พลังงานได้หรือไม่นั้นยังไม่ชัดเจนในปัจจุบัน นักวิจารณ์ตั้งข้อสังเกตว่าระบบตรรกะในโลกแห่งความเป็นจริงต้องการ "การฟื้นฟูระดับตรรกะ การเรียงลำดับการกระจายสัญญาณและการแยกอินพุต-เอาต์พุต" ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถทำได้ด้วยทรานซิสเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ในราคาต่ำ ใช้พลังงานต่ำ และมีความเร็วสูง เพื่อให้ตรรกะแบบออปติคอลสามารถแข่งขันได้นอกเหนือจากแอปพลิเคชันเฉพาะกลุ่ม จำเป็นต้องมีการพัฒนาครั้งสำคัญในเทคโนโลยีอุปกรณ์ออปติคอลแบบไม่เชิงเส้น หรืออาจต้องมีการเปลี่ยนแปลงลักษณะของการคำนวณเอง[ 9 ]

ความท้าทาย

ความท้าทายที่สำคัญต่อการคำนวณด้วยแสงคือการคำนวณเป็น กระบวนการ ที่ไม่เป็นเชิงเส้นซึ่งสัญญาณหลายสัญญาณต้องมีปฏิสัมพันธ์กัน แสง ( คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ) สามารถมีปฏิสัมพันธ์กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นได้เฉพาะในกรณีที่มีอิเล็กตรอนอยู่ในวัสดุ[ 10 ]และความแรงของปฏิสัมพันธ์นี้จะอ่อนกว่ามากสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง เมื่อเทียบกับสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ในคอมพิวเตอร์ทั่วไป ซึ่งอาจต้องใช้องค์ประกอบการประมวลผลที่มีกำลังมากกว่าและมีขนาดใหญ่กว่าที่ใช้ในคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไป

เนื่องจากแสงสามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วลอยตัวของอิเล็กตรอนมาก และมีความถี่ที่วัดได้ในหน่วย เทราเฮิร์ตซ์ (THz ) ทรานซิสเตอร์เชิงแสงจึงควรมีความสามารถในการทำงานที่ความถี่สูงมาก อย่างไรก็ตาม คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆ ก็ตามจะต้องเป็นไปตามขีดจำกัดการแปลงและด้วยเหตุนี้ อัตราที่ทรานซิสเตอร์เชิงแสงสามารถตอบสนองต่อสัญญาณจึงถูกจำกัดด้วยแบนด์วิดท์ สเปกตรัม ในการสื่อสารด้วยใยแก้ว นำแสง ข้อจำกัดในทางปฏิบัติ เช่นการกระจายตัวมักจะจำกัดช่องสัญญาณให้มีแบนด์วิดท์เพียงไม่กี่สิบกิกาเฮิร์ตซ์ ซึ่งดีกว่าทรานซิสเตอร์ซิลิคอนหลายตัวเพียงเล็กน้อย การที่จะได้การทำงานที่เร็วกว่าทรานซิสเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อย่างมาก จึงจำเป็นต้องมีวิธีการในทางปฏิบัติสำหรับการส่งพัลส์สั้นพิเศษผ่านท่อนำคลื่นที่ มีการกระจายตัว

ตรรกะโฟตอนิกส์

การสร้างเกต NOT ควบคุมด้วย โฟตอนิกส์ สำหรับใช้ในการคำนวณควอนตัม

ตรรกะโฟตอนิกส์คือการใช้โฟตอน ( แสง ) ในเกตตรรกะการสลับเกิดขึ้นโดยใช้เอฟเฟกต์แสงแบบไม่เชิงเส้นเมื่อรวมสัญญาณสองสัญญาณขึ้นไป[ 7 ]

ตัวเรโซเนเตอร์มีประโยชน์อย่างยิ่งในตรรกะเชิงแสง เนื่องจากช่วยให้เกิดการสะสมพลังงานจากการแทรกสอดแบบเสริมกันซึ่งจะช่วยเพิ่มผลกระทบเชิงไม่เชิงเส้นทางแสง

แนวทางอื่นๆ ที่ได้รับการตรวจสอบ ได้แก่ ตรรกะโฟตอนิกในระดับโมเลกุลโดยใช้ สารเคมี เรืองแสง Witlicki และคณะได้สาธิตการดำเนินการเชิงตรรกะโดยใช้โมเลกุลและSERS [ 11 ]

แนวทางที่ไม่ธรรมดา

ความล่าช้าเวลา

แนวคิดพื้นฐานคือการหน่วงสัญญาณเพื่อดำเนินการคำนวณที่มีประโยชน์[ 12 ]สิ่งที่น่าสนใจคือการแก้ปัญหา NP-completeเนื่องจากเป็นปัญหาที่ยากสำหรับคอมพิวเตอร์ทั่วไป

วิธีการนี้ใช้คุณสมบัติพื้นฐานสองประการของแสง:

  • แสงสามารถถูกหน่วงเวลาได้โดยการส่งผ่านแสงไปยังใยแก้วนำแสง
  • แสงสามารถแยกออกเป็นลำแสงหลายลำ คุณสมบัตินี้ทำให้สามารถประเมินคำตอบหลายๆ คำตอบพร้อมกันได้

การแก้ปัญหาที่มีความล่าช้าของเวลาเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

  • สร้างโครงสร้างคล้ายกราฟโดยใช้สายเคเบิลใยแก้วนำแสงและตัวแยกสัญญาณ แต่ละกราฟจะมีโหนดเริ่มต้นและโหนดปลายทาง
  • แสงเข้าสู่โหนดเริ่มต้นและเดินทางผ่านกราฟจนกว่าจะถึงปลายทาง โดยจะเกิดความล่าช้าขณะเดินทางผ่านส่วนโค้งและถูกแบ่งออกภายในโหนดต่างๆ
  • จะมีการทำเครื่องหมายแสงเมื่อผ่านส่วนโค้งหรือผ่านจุดเชื่อมต่อ เพื่อระบุข้อเท็จจริงนั้นที่จุดปลายทาง
  • โหนดปลายทางจะรอสัญญาณ (ความผันผวนของความเข้มของสัญญาณ) ซึ่งจะมาถึง ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง หากไม่มีสัญญาณมาถึง ณ เวลานั้น แสดงว่าไม่พบวิธีแก้ปัญหา มิเช่นนั้น แสดงว่าปัญหานั้นมีวิธีแก้ปัญหาแล้ว สามารถวัดความผันผวนได้ด้วยโฟโตดีเทคเตอร์และออสซิลโลสโคป

ปัญหาแรกที่ได้รับการแก้ไขด้วยวิธีนี้คือปัญหาเส้นทางแฮมิลโทเนียน[ 12 ]

ปัญหาที่ง่ายที่สุดคือปัญหาผลรวมย่อย [ 13 ] อุปกรณ์ออปติกที่แก้ปัญหาตัวอย่างที่มีตัวเลขสี่ตัว { a1, a2, a3, a4 } แสดงไว้ด้านล่าง:

อุปกรณ์เชิงแสงสำหรับแก้ปัญหาผลรวมย่อย

แสงเข้าสู่โหนดเริ่มต้น (Start node) ซึ่งจะแยกออกเป็นสองลำแสงที่มีความเข้มต่ำกว่า ลำแสงทั้งสองนี้มาถึงโหนดที่สอง (Second node) ในเวลาa1และ 0 จากนั้นแต่ละลำแสงจะถูกแยกออกเป็นสองลำแสงอีกครั้ง ซึ่งจะมาถึงโหนดที่สาม (Second node) ในเวลา 0, a1 , a2และa1 + a2ซึ่งแสดงถึงเซตย่อยทั้งหมดของเซต { a1, a2 } ความเข้มของแสงจะผันผวนไม่เกินสี่ช่วงเวลา โหนดปลายทาง (Destination node) คาดว่าจะมีการผันผวนไม่เกิน 16 ช่วงเวลาที่แตกต่างกัน (เซตย่อยของค่าเริ่มต้น) การผันผวนที่ช่วงเวลาเป้าหมายBหมายความว่าได้พบคำตอบแล้ว มิฉะนั้นจะไม่มีเซตย่อยใดที่รวมกันได้เท่ากับBสายเคเบิลที่มีความยาวเป็นศูนย์นั้นเป็นไปไม่ได้ ดังนั้นสายเคเบิลทั้งหมดจึงมีความยาวเพิ่มขึ้นด้วยค่าเล็กน้อย (คงที่สำหรับทุกสาย) kในกรณีนี้คาดว่าจะพบคำตอบที่ช่วงเวลาB+n× k

การดำเนินการเทนเซอร์โฟตอนิก

ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีเร่งความเร็วแบบ GPU ในช่วงทศวรรษ 2010 จึงมีการเน้นไปที่ออปติกแบบบูรณาการบนชิป การเกิดขึ้นของเครือข่ายประสาทแบบเรียนรู้เชิงลึกโดยอาศัยการปรับเฟส[ 14 ]และล่าสุดการปรับแอมพลิจูดโดยใช้หน่วยความจำโฟตอนิก[ 15 ]ได้สร้างเทคโนโลยีโฟตอนิกที่ช่วยในการคำนวณแบบนิวโรโมฟิก [ 16 ] [ 17 ] เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นทำให้สามารถดำเนินการแบบขนานเหล่านี้บนชิปบนแกนเทนเซอร์โฟตอนิกแบบบูรณาการได้[ 18 ]

ในบทความปี 2025 ที่มีชื่อว่า "การประมวลผลเทนเซอร์โดยตรงด้วยแสงที่สอดคล้องกัน" นักวิจัยได้สาธิตการคำนวณเทนเซอร์แบบ "ช็อตเดียว" ผ่านอัลกอริทึมที่มีชื่อว่า "การคูณเมทริกซ์แบบขนานด้วยแสง (POMMM)" [ 19 ] POMMM ช่วยให้ สามารถดำเนินการ เทนเซอร์เช่น การคูณ ได้ในช็อตแสงเดียวด้วยความเร็วสูง POMMM มีศักยภาพที่จะเข้ามาแทนที่ GPU สำหรับงานต่างๆ เช่นการแปลงและเลเยอร์ความสนใจ[ 20 ]

การคำนวณตามความยาวคลื่น

การคำนวณตามความยาวคลื่น[ 21 ]สามารถใช้แก้ปัญหา3-SAT ที่มีตัวแปร nตัว, ข้อความ mข้อความ และมีตัวแปรไม่เกินสามตัวต่อข้อความ ความยาวคลื่นแต่ละค่าที่อยู่ในลำแสงจะถูกพิจารณาว่าเป็นค่าที่เป็นไปได้สำหรับการกำหนดค่าให้กับ ตัวแปร nตัว อุปกรณ์ทางแสงประกอบด้วยปริซึมและกระจกที่แยกแยะความยาวคลื่นที่ตรงตามสูตร[ 22 ]

การคำนวณโดยการถ่ายเอกสารลงบนแผ่นใส

วิธีการนี้ใช้เครื่องถ่ายเอกสารและแผ่นใสในการคำนวณ[ 23 ]ปัญหาk-SATที่มี ตัวแปร nตัว, ข้อความ mข้อความ และตัวแปรไม่เกินkตัวต่อข้อความ ได้รับการแก้ไขในสามขั้นตอน: [ 24 ]

  • การกำหนดค่าที่เป็นไปได้ ทั้งหมด 2 <sup>n </sup> ค่าให้กับ ตัวแปร nตัว จะถูกสร้างขึ้นโดยการถ่ายเอกสารn ครั้ง
  • โดยใช้ ตารางความจริงอย่างมากที่สุด 2,000 ชุด แต่ละข้อความจะถูกประเมินพร้อมกันในทุกแถวของตารางความจริง
  • วิธีแก้ปัญหานี้ได้มาจากการทำสำเนาเพียงครั้งเดียวของแผ่นใสที่ซ้อนทับกันของข้อความm ทั้งหมด

การบดบังลำแสงออปติคอล

ปัญหา พนักงานขายเดินทางได้รับการแก้ไขโดย Shaked et al. (2007) [ 25 ]โดยใช้วิธีการทางแสง เส้นทาง TSP ที่เป็นไปได้ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นและจัดเก็บไว้ในเมทริกซ์ไบนารีซึ่งถูกคูณกับเวกเตอร์ระดับสีเทาอีกตัวหนึ่งที่มีระยะทางระหว่างเมือง การคูณดำเนินการทางแสงโดยใช้ตัวเชื่อมโยงทางแสง

ตัวประมวลผลร่วมฟูริเยร์เชิงแสง

การคำนวณจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันทางวิทยาศาสตร์ จำเป็นต้องใช้การแปลงฟูริเยร์แบบไม่ต่อเนื่อง 2 มิติ (DFT) บ่อยครั้ง เช่น ในการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ที่อธิบายการแพร่กระจายของคลื่นหรือการถ่ายเทความร้อน แม้ว่า เทคโนโลยี GPUโดยทั่วไปจะช่วยให้การคำนวณ DFT 2 มิติขนาดใหญ่มีความเร็วสูง แต่เทคนิคอื่นๆ ก็สามารถทำการแปลงฟูริเยร์แบบต่อเนื่องทางแสงได้โดยใช้คุณสมบัติการแปลงฟูริเยร์ตามธรรมชาติของเลนส์อินพุตจะถูกเข้ารหัสโดยใช้ตัวปรับแสงเชิงพื้นที่ผลึกเหลว และผลลัพธ์จะถูกวัดโดยใช้ เซ็นเซอร์ภาพ CMOSหรือCCD ทั่วไป สถาปัตยกรรมทางแสงดังกล่าวสามารถให้การปรับขนาดความซับซ้อนของการคำนวณที่เหนือกว่าเนื่องจากลักษณะการเชื่อมต่อกันสูงโดยธรรมชาติของการแพร่กระจายทางแสง และได้ถูกนำมาใช้เพื่อแก้สมการความร้อน 2 มิติ[ 26 ]

เครื่องจักรไอซิง

เครื่อง Ising คือคอมพิวเตอร์ที่ได้รับการออกแบบโดยได้รับแรงบันดาลใจจากแบบจำลอง Isingทาง ทฤษฎี [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]

ห้องปฏิบัติการของYoshihisa Yamamoto ที่ Stanfordเป็นผู้บุกเบิกการสร้างเครื่อง Ising โดยใช้โฟตอน ในตอนแรก Yamamoto และเพื่อนร่วมงานของเขาสร้างเครื่อง Ising โดยใช้เลเซอร์ กระจก และส่วนประกอบทางแสงอื่นๆ[ 27 ] [ 28 ]

ต่อมาทีมงานที่Hewlett Packard Labsได้พัฒนา เครื่องมือออกแบบ ชิปโฟโตนิกส์และใช้ในการสร้างเครื่อง Ising แบบชิปเดียว โดยรวมส่วนประกอบออปติก 1,052 ชิ้น[ 27 ]

อุตสาหกรรม

บริษัท ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาการคำนวณด้วยแสง ได้แก่IBM [ 30 ] Microsoft [ 31 ] Procyon Photonics [ 32 ] Lightelligence [ 33 ] Lightmatter [ 34 ] Optalysys [ 35 ] Xanadu Quantum Technologies , Q / C Technologies , QuiX Quantum , ORCA Computing , PsiQuantum , Quandela , TundraSystems Global [ 36 ]และ Q.ANT [ 37 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Feitelson, Dror G. (1988). การคำนวณเชิงแสง: บทสำรวจสำหรับนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ . เคมบริดจ์, แมสซาชูเซตส์: สำนักพิมพ์ MIT. ISBN 978-0-262-06112-4.
  • McAulay, Alastair D. (1991). สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์เชิงแสง: การประยุกต์ใช้แนวคิดเชิงแสงกับคอมพิวเตอร์ยุคใหม่ . นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-63242-9.
  • Ibrahim TA; Amarnath K; Kuo LC; Grover R; Van V; Ho PT (2004). "เกต NOR ตรรกะโฟโตนิกส์ที่ใช้ไมโครริงเรโซเนเตอร์สมมาตรสองตัว" Opt Lett . 29 (23): 2779– 81. Bibcode : 2004OptL...29.2779I . doi : 10.1364/OL.29.002779 . PMID  15605503 .
  • Biancardo M; Bignozzi C; Doyle H; Redmond G (2005). "ประตูตรรกะโฟตอนิกโมเลกุลที่สลับศักยภาพและไอออน" Chem. Commun. (31): 3918– 20. doi : 10.1039/B507021J . PMID  16075071 .
  • Jahns, J.; Lee, SH, บรรณาธิการ (1993). ฮาร์ดแวร์การคำนวณเชิงแสง: การคำนวณเชิงแสง . Elsevier Science. ISBN 978-1-4832-1844-1.
  • Barros S ; Guan S; Alukaidey T (1997). "สถาปัตยกรรม MPP ที่ปรับเปลี่ยนได้โดยใช้การเชื่อมต่อออปติคอลในพื้นที่ว่างและการกำหนดค่าเครือข่าย Petri" วารสารสถาปัตยกรรมระบบ 43 ( 6– 7): 391– 402. doi : 10.1016/S1383-7621(96)00053-7 .
  • D. Goswami , "Optical Computing", Resonance, มิถุนายน 2003; ibid กรกฎาคม 2003. เว็บอาร์ไคฟ์ของ www.iisc.ernet.in/academy/resonance/July2003/July2003p8-21.html
  • Main T; Feuerstein RJ; Jordan HF; Heuring VP; Feehrer J; Love CE (1994). "การนำคอมพิวเตอร์ดิจิทัลออปติคอลแบบจัดเก็บโปรแกรมอเนกประสงค์มาใช้" Applied Optics . 33 (8): 1619– 28. Bibcode : 1994ApOpt..33.1619M . doi : 10.1364/AO.33.001619 . PMID  20862187 . S2CID  25927679 .
  • กวน, ทีเอส; บาร์รอส, เอสพีวี (เมษายน 1994). "สถาปัตยกรรมหลายพฤติกรรมที่ปรับเปลี่ยนได้โดยใช้การสื่อสารด้วยแสงในพื้นที่ว่าง". รายงานการประชุมเชิงปฏิบัติการนานาชาติของ IEEE ว่าด้วยการประมวลผลแบบขนานขนาดใหญ่โดยใช้การเชื่อมต่อด้วยแสง . IEEE. หน้า  293–305 . doi : 10.1109/MPPOI.1994.336615 . ISBN 978-0-8186-5832-7. S2CID  61886442 .
  • กวน, ทีเอส; บาร์รอส, เอสพีวี (สิงหาคม 1994). "การสื่อสารของโปรเซสเซอร์แบบขนานผ่านออปติกในพื้นที่ว่าง". TENCON '94. การประชุมนานาชาติประจำปีครั้งที่เก้าของ IEEE Region 10. หัวข้อ: ขอบเขตของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ . เล่ม 2. IEEE. หน้า  677–681 . doi : 10.1109/TENCON.1994.369219 . ISBN 978-0-7803-1862-5. S2CID  61493433 .
  • Guha A.; Ramnarayan R.; Derstine M. (1987). "ประเด็นทางสถาปัตยกรรมในการออกแบบตัวประมวลผลเชิงสัญลักษณ์ในด้านทัศนศาสตร์". รายงานการประชุมสัมมนาวิชาการนานาชาติประจำปีครั้งที่ 14 เรื่องสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ (ISCA '87) . ACM. หน้า  145–151 . doi : 10.1145/30350.30367 . ISBN 978-0-8186-0776-9. S2CID  14228669 .
  • K.-H. Brenner, Alan Huang: "ตรรกะและสถาปัตยกรรมสำหรับคอมพิวเตอร์ออปติคอลดิจิทัล (A)", J. Opt. Soc. Am., A 3, 62, (1986)
  • Brenner, K.-H. (1988). " ตัวประมวลผลแสงแบบโปรแกรมได้โดยใช้การแทนที่เชิงสัญลักษณ์" Appl. Opt . 27 (9): 1687–91 . Bibcode : 1988ApOpt..27.1687B . doi : 10.1364/AO.27.001687 . PMID  20531637. S2CID  43648075 .
  • สตรอยเบิล เอ็น.; เบรนเนอร์ เค.-เอช.; ฮวงเอ.; จาห์นส์ เจ.; จิวเวลล์ เจแอล; โลห์มันน์ เอดับเบิลยู; มิลเลอร์ตบเบาๆ; เมอร์ด็อกก้า เอ็มเจ; รางวัลฉัน; ไซเซอร์ II ต. (1989) "ดิจิตอลออปติกส์". โปรค อีอีอี . 77 (12): 1954– 69. ดอย : 10.1109/5.48834 . S2CID  59276160 .
  • นักวิทยาศาสตร์ของ NASA กำลังทำงานเพื่อปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผลด้วยแสงปี 2000
  • วิธีแก้ปัญหาเชิงแสงสำหรับปัญหา NP-complete
  • Dolev, S.; Haist, T.; Oltean, M. (2008). การประมวลผลขั้นสูงด้วยแสง: การประชุมเชิงปฏิบัติการนานาชาติครั้งแรก OSC 2008 เวียนนา ประเทศออสเตรีย 26 ​​สิงหาคม 2551 รายงานการประชุม Springer. ISBN 978-3-540-85672-6.
  • Dolev, S.; Oltean, M. (2009). การประมวลผลขั้นสูงด้วยแสง: การประชุมเชิงปฏิบัติการนานาชาติครั้งที่สอง OSC 2009, Bertinoro, อิตาลี, 18–20 พฤศจิกายน 2009, เอกสารประกอบการประชุม . Springer. ISBN 978-3-642-10441-1.
  • Dolev, S.; Oltean, M. (2011). การประมวลผลขั้นสูงด้วยแสง: การประชุมเชิงปฏิบัติการนานาชาติครั้งที่ 3, OSC 2010, Bertinoro, อิตาลี, 17–19 พฤศจิกายน 2010, เอกสารที่ได้รับการคัดเลือกและแก้ไขแล้ว . Springer. ISBN 978-3-642-22493-5.
  • Dolev, S.; Oltean, M. (2013). Optical Supercomputing: การประชุมเชิงปฏิบัติการนานาชาติครั้งที่ 4, OSC 2012, เพื่อรำลึกถึง H. John Caulfield, Bertinoro, อิตาลี, 19–21 กรกฎาคม 2012. เอกสารที่ได้รับการคัดเลือกและแก้ไข . Springer. ISBN 978-3-642-38250-5.
  • การคำนวณด้วยความเร็วแสงใกล้ความเป็นจริงมากขึ้นอีกขั้น(นิวไซเอนทิสต์)
  • Caulfield H.; Dolev S. (2010). "เหตุใดซูเปอร์คอมพิวเตอร์ในอนาคตจึงต้องการทัศนศาสตร์" Nature Photonics . 4 (5): 261– 263. Bibcode : 2010NaPho...4..261C . doi : 10.1038/nphoton.2010.94 .
  • Cohen E.; Dolev S.; Rosenblit M. (2016). "การออกแบบด้วยแสงทั้งหมดสำหรับเกตและวงจรย้อนกลับที่ประหยัดพลังงานโดยธรรมชาติ" Nature Communications . 7 11424. Bibcode : 2016NatCo...711424C . doi : 10.1038 /ncomms11424 . PMC  4853429. PMID  27113510 .
  • Karasik, Yevgeny B. (2019). เรขาคณิตเชิงคำนวณทางแสง . ISBN 979-8-5112-4334-4.

โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับการประมวลผลด้วยแสงในวิกิมีเดียคอมมอนส์

  • เทคนิคเลเซอร์นี้เป็นการก้าวกระโดดครั้งสำคัญ
  • บริษัทสตาร์ทอัพด้านโฟโตนิกส์คาดการณ์วันเริ่มผลิตในไตรมาสที่ 2 ปี 2559 ( ลิงก์ถูกปิดใช้ งานแล้ว ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม 2550 ที่archive.today)
  • การหยุดแสงในการก้าวกระโดดควอนตัม
  • การเชื่อมต่อออปติคอลแบนด์วิดท์สูง
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Optical_computing&oldid=1342566363 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การประมวลผลเชิงแสง

การคำนวณด้วยแสงหรือการคำนวณด้วยโฟตอนใช้คลื่นแสงที่ผลิตโดยเลเซอร์หรือแหล่งกำเนิดแสงที่ไม่สอดคล้องกันสำหรับการประมวลผลข้อมูลการจัดเก็บข้อมูล หรือการสื่อสารข้อมูลสำหรับการคำนวณ...

ส่วนประกอบทางแสงสำหรับคอมพิวเตอร์ดิจิทัลไบนารี

องค์ประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่คือ ทรานซิสเตอร์ ในการแทนที่ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ด้วยส่วนประกอบออปติคอล จำเป็นต้องใช้ ทรานซิสเตอร์ออปติคอล ที่เทียบเท่ากัน ซึ่งทำได้โดยใช้ คริสตัลออปติก (โดยใช้วัสดุที่มี ดัชนีหักเหแบบไม่เชิงเส้น ) [ 4 ]...

ความขัดแย้ง

นักวิจัยโต้แย้งถึงความสามารถในอนาคตของคอมพิวเตอร์แบบออปติคอล ว่าในที่สุดแล้วจะสามารถแข่งขันกับคอมพิวเตอร์แบบอิเล็กทรอนิกส์ในแง่ของความเร็วหรือการใช้พลังงานได้หรือไม่นั้นยังไม่ชัดเจนในปัจจุบัน นักวิจารณ์ตั้งข้อสังเกตว่าระบบตรรกะในโลกแห่งความเป็นจริงต้องการ...

ความท้าทาย

ความท้าทายที่สำคัญต่อการคำนวณด้วยแสงคือการคำนวณเป็น กระบวนการ ที่ไม่เป็นเชิงเส้น ซึ่งสัญญาณหลายสัญญาณต้องมีปฏิสัมพันธ์กัน แสง ( คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ) สามารถมีปฏิสัมพันธ์กับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นได้เฉพาะในกรณีที่มีอิเล็กตรอนอยู่ในวัสดุ [ 10 ]...