Новости бизнесаСтатьиНоу ХауАналитикаДеньгиБизнес технологииКурс валют
Главная > Новости бизнеса > Hi-Tech > Фотонный чип будущего: как ученые смогли превратить свет в звук

Фотонный чип будущего: как ученые смогли превратить свет в звук

Среда, 20 сентября 2017 г.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e

Впервые в истории ученым удалось перевести световое излучение в звуковые волны на базе крошечного микрочипа. Исследователи уверены, что их новое изобретение является большим шагом для создания вычислительной техники следующего поколения — фотонных компьютеров, которые в будущем станут доступны каждому. Василий Макаров 20 сентября 2017 10:30

Обсудить 0

В понедельник команда австралийских ученых объявила об очередном прорыве в сфере современных технологий: впервые в истории исследователям удалось превратить световое излучение в звуковые волны на базе микрочипа. И пока скептики твердят о том, что это очередные псевдовысокие технологии, недоступные для рядового потребителя, мы с вами попытаемся понять, что же означает «превратить свет в звук» и то, какие перспективы это открывает вычислительной технике будущего. Зачем превращать свет в звук

Чтобы оценить всю важность новой работы, напомним, что существует множество ученых, посвятивших жизнь задаче, которая на первый взгляд выглядит весьма странно: они хотят заставить частицы света, фотоны, выполнять ту же работу внутри вычислительных систем, что и обычные электроны. В случае успеха компьютер сможет работать с потреблением куда меньшего количества энергии и нагреваться на порядок меньше, при этом используя весь потенциал оптоволоконных кабелей. Одна проблема — фотоны очень, очень быстрые частицы, и их необходимо каким-то образом замедлить.

К счастью, если обратиться к теории корпускулярно-волнового дуализма, то окажется, что свет может вести себя как волна и в этом свойстве очень похож на волны звуковые. В первом случае это будет волна в форме излучения, которое может проходить сквозь вакуум (звуковые волны в вакууме не распространяются), а во втором — просто колебательные волны, движущиеся сквозь среду, состоящую из частиц. Обе эти волны обладают характеристиками амплитуды (показывающей их силу) и длины волны (показывающей расстояние между волновыми пиками). Даже в научных терминах есть определенное сходство: наименьшая единица светового излучения — фотон, наименьшая единица звуковой вибрации — фонон. Как это устроено Согласно теории корпускулярно-волнового дуализма, свет обладает свойствами и потока частиц, и волны

Принцип работы первого в мире светодиодного конверсионного чипа опирается на принцип бриллюэновского рассеяния. Говоря проще, в данном случае две световые волны, одна из которых несет полезную информацию, а вторая играет лишь вспомогательную роль, проходят сквозь специальный провод, который направляет световой импульс как оптоволокно. Когда две волны сталкиваются, информация в электрическом поле, содержащем данные световой волны, возбуждает материал-мишень, создавая крошечную звуковую волну с соответствующими свойствами. Этот процесс можно и отменить, если полученная звуковая волна подвергнется воздействию еще одной волны света, содержащей изначальные данные.

Таким образом, исследователи создали систему перевода информации из световых волн в звуковые на одном-единственном крошечном чипе размером с монету. Ширина провода, осуществляющего конверсию, составляет всего лишь 1 мкм, при длине в развернутом виде порядка 10 см. Инженеры утверждают, что звуковые волны в чипе движутся на пять порядков медленнее, чем световые, но длительность сигнала составляет всего 3,5 наносекунд, что слишком мало. Об этом ученые подробно рассказывают в своей работе, опубликованной на портале Nature Communications. На практике это означает, что сигнал лишь немного замедлился, и некоторая часть данных и вовсе была утеряна в процессе испытаний. Но ведь эффективность вычислений во многом зависит от их скорости, так зачем вообще замедлять сигнал?

В основном, здесь играет роль технологический фактор. Замедление сигнала до нужной скорости облегчит работу потенциального фотонного компьютера. Альберт Шлиссер, профессор Института Нильса Бора в Дании, не участвовавший в исследовании, поясняет, что эта мера необходима в первую очередь для синхронизации сетей. «Если нужно осуществить несколько входов и выходов сигнала в короткий промежуток времени, то может возникнуть ситуация, когда сдерживание одного импульса позволит дождаться ответа от другой системы, чтобы потом компьютер решил, стоит ли вообще отправлять задержанный сигнал», говорит он. Фотонные компьютеры будущего

Сама по себе технология превращения световых волн в звуковые не уникальна, подобные системы создавались и раньше. Преимущество нового изобретения заключается в том, что впервые инженерам удалось уместить весь процесс в рамках крошечного микрочипа, который намного проще использовать в промышленных масштабах — как на персональных компьютерах, так и на смартфонах нового поколения. По словам Шлиссера, все предыдущие системы требовали громоздких катушек оптоволоконного кабеля, что в условиях современного рынка выглядело бы скорее архаизмом и деградацией эстетики вычислительной техники. К тому же, чип в будущем сможет превратить фотоны не только в фононы, но и в другие малые частицы — это поможет, к примеру, создать улучшенные магнитроны, что положительно скажется как на космических двигателях, так и на самых обычных микроволновках.

Следите за нами в ВКонтакте, Facebook'e и Twitter'e


Просмотров: 298
Рубрика: Hi-Tech
(CY)

Архив новостей / Экспорт новостей

Ещё новости по теме:

09: 20
Apple получила звание самой инновационной компании 2018 года, не представив ни одного инновационного продукта |
09: 20
Spotify, вероятно, тоже выпустит свою умную акустическую систему |
09: 20
Яндекс представил собственный каршеринг «Драйв» |
08: 40
Новые слухи утверждают, что iPhone SE 2 представят в июне на WWDC 2018 |
07: 20
Apple признана самой инновационной компанией в мире |
07: 00
Как разводят нашего брата: определены самые опасные угрозы для Android |
07: 00
Новая глава «Elite Dangerous: Beyond» прибывает 27 февраля |
07: 00
«Burnout Paradise» вернется с обновленным дизайном 16 марта. |
07: 00
Существующие батареи EV можно заряжать в пять раз быстрее |
07: 00
Началась установка 10 000-летних часов |
07: 00
Играйте в «Doom» с элементами управления движением на Nintendo Switch |
07: 00
Электрические скутеры Archos используют Android для передвижения |
07: 00
Роботы Boston Dynamics могут противостоять людям |
07: 00
Mattel и Tynker будут использовать Барби, чтобы научить детей кодировать |
17: 40
Начат серийный выпуск SSD Samsung PM1643 объемом 30,72 ТБ |
16: 40
Неанонсированные процессоры Intel Coffee Lake уже появились в ассортименте некоторых зарубежных магазинов |
16: 40
Что выгоднее: электромобиль или дизель? |
16: 20
На фото засветился прототип смартфона Sony Xperia XZ2 Compact |
16: 20
Я б взял. Карманный Wi-Fi роутер, который работает без SIM-карты |
15: 40
Зайцы зимой больше не белые из-за потепления |
15: 20
Samsung представила самый ёмкий SSD в мире |
15: 20
Samsung запатентовала летающий экран, управляемый с помощью глаз |
15: 00
Xiaomi подготовила новые наушники для аудиофилов |
15: 00
Умные часы Suunto 3 Fitness умеют адаптироваться под различные виды тренировок |
15: 00
В мобильном ВКонтакте появились браузерные уведомления |
14: 40
Новые смартфоны Samsung семейства Galaxy J также могут получить дисплеи Infinity Display |
14: 40
Первое селфи марсохода Opportunity |
13: 40
Александр Грек о швейцарской армии и ответственности |
13: 40
Virgin Hyperloop One построит тестовую трассу в Индии |
13: 20
Virgin Hyperloop One подписала с властями Индии рамочное соглашение касательно постройки ветки Hyperloop |
13: 20
Nuance убивает клавиатуру Swype для Android и iOS |
Новости бизнесаСтатьиНоу ХауАналитикаДеньгиБизнес технологииКурс валют
Rating@Mail.ru
Условия размещения рекламы

Наша редакция

Обратная связь

RosInvest.Com не несет ответственности за опубликованные материалы и комментарии пользователей. Возрастной цензор 16+.

Ответственность за высказанные, размещённую информацию и оценки, в рамках проекта RosInvest.Com, лежит полностью на лицах опубликовавших эти материалы. Использование материалов, допускается со ссылкой на сайт RosInvest.Com.

Skype: rosinvest.com (Русский, English, Zhōng wén).

Архивы новостей за: 2017, 2016, 2015, 2014, 2013, 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003