Teknologi pengkomputeran optik termaju yang dipanggil tuangan difraksi, yang dibangunkan oleh penyelidik di Jepun, bertujuan untuk mengubah masa depan pengkomputeran dengan menawarkan peningkatan kelajuan dan kecekapan kuasa sambil mengurangkan penjanaan haba.
Satu pasukan penyelidik dari Universiti Tokyo telah melancarkan teknologi pengkomputeran optik terobosan yang menjanjikan untuk merevolusikan peranti digital dengan meningkatkan kelajuan dan kecekapan tenaga dengan ketara. Reka bentuk baru, yang dikenali sebagai tuangan difraksi, dibina berdasarkan kaedah pengkomputeran optik yang lebih awal dan bertujuan untuk menangani batasan semasa dalam pengkomputeran elektronik.
Apabila aplikasi pengkomputeran berkembang menjadi semakin kompleks, teknologi elektronik tradisional semakin tegang di bawah permintaan untuk prestasi dan kecekapan yang lebih tinggi. Sistem elektronik ini sering menghasilkan haba yang berlebihan, dan teknik fabrikasi mereka menghampiri had teori. Untuk menangani isu ini, penyelidik telah menyiasat kaedah alternatif, termasuk pengkomputeran optik, yang menggunakan gelombang cahaya untuk melakukan pengiraan.
Pengkomputeran optik menawarkan kelebihan untuk memanfaatkan kelajuan tinggi gelombang cahaya dan keupayaan untuk berinteraksi dengan cara yang rumit dengan bahan optik yang berbeza tanpa menghasilkan haba. Kaedah ini membolehkan keupayaan pemprosesan selari yang berpotensi besar-besaran, menjadikan pengkomputeran optik sangat cekap.
Pada tahun 1980-an, penyelidik Jepun memperkenalkan kaedah pengkomputeran optik yang dipanggil shadow casting. Pendekatan ini, walaupun inovatif, dihadkan oleh komponen geometri yang besar dan kekurangan fleksibiliti. Kini, Makmal Fotonik Maklumat Universiti Tokyo telah mencadangkan tuangan difraksi, yang memperhalusi tuangan bayang-bayang dengan menggunakan sifat gelombang cahaya dan bukannya bentuk geometri.
"Pada 1980-an, penyelidik di Jepun meneroka kaedah pengkomputeran optik yang dipanggil pemutus bayang-bayang, yang boleh melakukan beberapa operasi logik yang mudah," Ryoichi Horisaki, seorang profesor bersekutu di Makmal Fotonik Maklumat di Universiti Tokyo, berkata dalam Siaran akhbar. "Tetapi pelaksanaannya adalah berdasarkan bentuk optik geometri yang agak besar, mungkin serupa dengan tiub vakum yang digunakan dalam komputer digital awal. Mereka bekerja pada dasarnya, tetapi mereka tidak mempunyai fleksibiliti dan kemudahan penyepaduan untuk membuat sesuatu yang berguna."
Tuangan pembelauan bertujuan untuk mengubah pengkomputeran dengan memperkenalkan elemen optik fleksibel dari segi ruang dan berfungsi yang menjanjikan untuk mencipta komputer universal. Horisaki dan pasukannya telah menjalankan simulasi berangka yang menunjukkan kebolehlaksanaan reka bentuk mereka menggunakan imej hitam-putih kecil 16-kali-16-piksel sebagai data input.
Sistem yang dicadangkan oleh pasukan Horisaki adalah optik sepenuhnya sehingga peringkat keluaran akhir, di mana ia bertukar kepada data elektronik dan digital. Proses ini boleh memberi manfaat terutamanya untuk pemprosesan imej dan tugas berat data lain, termasuk dalam pembelajaran mesin.
"Pemutus difraksi hanyalah satu blok binaan dalam komputer hipotesis berdasarkan prinsip ini dan mungkin lebih baik untuk menganggapnya sebagai komponen tambahan daripada penggantian penuh sistem sedia ada, sama seperti cara unit pemprosesan grafik adalah komponen khusus untuk grafik. , permainan dan beban kerja pembelajaran mesin,” kata pengarang utama Ryosuke Mashiko dalam siaran berita.
Walaupun tuangan difraksi mempunyai potensi yang menarik, pelaksanaan fizikalnya masih dalam proses. Menurut Mashiko, ia boleh mengambil masa sekitar satu dekad sebelum teknologi ini tersedia secara komersial. Pasukan itu optimis bahawa pemutus difraksi juga boleh meluas ke dalam bidang pengkomputeran kuantum, yang mewakili sempadan lain dalam dunia pengkomputeran.
Penemuan telah diterbitkan dalam jurnal Advanced Photonics.