Оптические или фотонные вычисления — вычисления, которые производятся с помощью фотонов, сгенерированных лазерами или диодами. Используя фотоны, возможно достигнуть более высокой скорости передачи сигнала, чем у электронов, которые используются в обычных компьютерах.

Большинство разработчиков фокусируется на замене обычных (электронных) компонентов компьютера на оптические эквиваленты. Результатом станет цифровая компьютерная система для обработки двоичных данных. Такой подход дает возможность в краткосрочной перспективе разработать технологии для коммерческого применения, поскольку оптические компоненты могут быть внедрены в стандартные компьютеры, создавая гибрид технологий. Однако опто-электронные приборы теряют 30% энергии на конвертацию электронов в фотоны и обратно. Это также замедляет передачу информации. В полностью оптическом компьютере необходимость преобразования сигнала из оптического в электронный и обратно в оптический пропадает.

Преимущества оптических технологий

• Принципиальное повышение производительности
• Возможное уменьшение размеров элементов схем
• Снижается потребляемая мощность

Первые оптические компьютеры

Оптический компьютер компании «Bell Labs»

Первый макет оптического компьютера был создан в 1990 году компанией Аланом Хуаном (Bell Labs)^[1][2]. Процессор второго поколения носил название «DOC-II» (англ. Digital Optical Computer — цифровой оптический компьютер) и был способен проверять до 80 тыс. страниц текста в секунду при выполнении команды поиска слова.

Оптический компьютер компании «Lenslet»

Компанией «Lenslet» был выпущен единственный на данный момент коммерческий оптический процессор EnLight256^[1][3]. Особенностью его архитектуры является то, что, в то время как ядро основано на оптических технологиях, все входы и выходы — электронные. Этот процессор способен выполнять до 8×10¹² операций в секунду. Компьютер на базе EnLight256 способен обрабатывать 15 видеоканалов стандарта HDTV в режиме реального времени и позволяет создать новое направление в голографическом 3D TV.

Разработка технологии и компонентов

2008 год — исследователи из компании IBM представили оптический коммутатор, который обеспечивает пакетную передачу данных со скоростью более 1 Тбит/сек ^[4].

2009 год — профессорами Массачусетского технологического института Владимиром Стояновичем и Радживом Ремом было предложено использовать для создания оптоэлектронных устройств, в том числе и оптических процессоров, обычный технологический процесс изготовления полупроводниковых процессоров, основанный на 32-нм технологии. По их расчётам, это позволит достигнуть большего прогресса^[5].

См. также

• Фотонный кристалл
• Оптические нейронные сети

Примечания