icon-star icon-cart icon-close icon-heart icon-info icon-pause icon-play icon-podcast icon-question icon-refresh icon-tile icon-users icon-user icon-search icon-lock icon-comment icon-like icon-not-like icon-plus article-placeholder article-plus-notepad article-star man-404 icon-danger icon-checked icon-article-edit icon-pen icon-fb icon-vk icon-tw icon-google
ёрий ѕономаренко
“ехника и »нтернет

Ќанофотоника вместо электроники?

  • 3053
  • 2

Ќанофотоника вместо электроники?

Ќ
Ќа сегодн€шний день одним из самых перспективных направлений науки и техники считаютс€ нанотехнологии. ”ченые с успехом изучают процессы, происход€щие в разных веществах на уровне атомов и часто выдают новые открыти€, а в результате по€вл€ютс€ не только материалы с удивительными свойствами, но и новые направлени€ науки. ќдно из таких направлений Ц нанофотоника, котора€ занимаетс€ изучением взаимодействи€ световых частиц Ц фотонов, с другими нанообъектами, например, атомами.

„то может дать изучение поведени€ света в микромире?  азалось бы, свет Ц он и есть свет. Ќо это не так. Ќа уровне элементарных частиц действуют совсем другие законы физики, не те, к которым мы привыкли. “ам примен€ютс€ законы рел€тивистской физики и теории относительности. Ќапример, нанофотоника изучает силовые пол€ около нанообъектов и их вли€ние на свет. ƒа Ц да, простой атом может отклонить фотон света в сторону просто своими силовыми пол€ми. ¬ообще там много чего странного и интересного, в этом мире молекул и атомовЕ

ћежду тем в мире не одно дес€тилетие витает иде€ использовани€ света вместо проводов. ƒа, на этом фоне по€вилось оптоволокно, но ведь хочетс€ еще чего Ц то экзотического, вроде квантового компьютера, в котором вместо проводов информаци€ передаетс€ пучками света. ƒескать, такой компьютер будет работать быстрее обычного. “ак вот Ц это уже реальность, а не фантастика.

 омпани€ IBM Ц лидер в компьютерной технике, уже давно активно ведет работы по применению света вместо проводов. ≈ще в 2006 году была создана лини€ задержки света. Ёто микроскопическое устройство, которое позволит доставл€ть фотоны света по назначению в строго определенный момент. ¬ 2008 году был создан микроскопический оптический коммутатор. ј в 2010 году Ц сверхбыстрый лавинный фотодиод, с помощью которого можно организовывать световые соединени€. ¬се готово Ц осталось только применить.

¬ современной электронике дл€ передачи сигнала, например, в микросхеме, используютс€ проводники тока. — помощью нанофотоники эти проводники можно заменить на световые импульсы. “ехнологически это уже возможно сделать, и даже не придетс€ особо мен€ть технологию производства микросхем. ѕросто в их устройстве кое что изменитс€.

 акие выгоды это даст? ѕроводники, по которым идет ток довольно приличной силы, да еще расположенные в такой тесноте, как например, в микросхеме процессора, создают друг другу сильные помехи. ќт этого могут случатьс€ потери тока, а значит Ц сбои в работе. –азработчикам микросхем приходитс€ идти на ухищрени€, чтобы снизить эти помехи.  роме того, какой бы короткий проводник не был, он имеет сопротивление, а значит Ц нагреваетс€. »звестно, что процессоры очень сильно греютс€ и потребл€ют много энергии.

—вет вместо проводов не имеет этих недостатков. —ветовые лучи могут пересекатьс€ и нисколько не мешают друг другу. ќни не выдел€ют тепла и нет потерь на сопротивление. ј это означает компактность и экономичность такого процессора.

ѕо прогнозам, использование технологий нанофотоники позволит создавать очень экономичные и мощные процессоры.  роме того, медленную проводниковую св€зь между €драми можно сделать быстрой оптической. ¬ результате в одной микросхеме будет возможно вместить не пару €дер, а сотни и тыс€чи Ц как в современном суперкомпьютере. ѕритом каждое из них будет работать в сотню раз быстрее обычного. » потребл€ть электричества такой процессор будет не больше обычного современного, а может Ц и меньше.

¬озможно создание компьютера, превосход€щего по вычислительной мощности самый мощный из современных суперкомпьютеров в 100 раз. ѕри этом он будет размером не в несколько комнат, а с обычный, домашний компьютер. » скоро такой будет в каждом доме, буквально через дес€ток лет. ј что сделают с обычными устройствами Ц даже страшно подумать. —тоит только представить Ђсмартфонї с процессором в сотню €дер и с оптической пам€тью на дес€ток терабайт, способный работать гораздо быстрее современного мощного компьютераЕ Ёто будет уже интеллектуальное устройство с тыс€чами функцийЕ

¬опрос, заменит ли нанофотоника электронику, неверен в корне. ќни не могут замен€ть друг друга, а могут только дополн€ть и сосуществовать. Ёлектроника была и до нанофотоники, но нанофотоника без электроники быть не может. Ёто две части одного целого. ќсвоив обе, человечество получит много небывалых и полезных устройствЕ


¬ам необходимо или зарегистрироватьс€, чтобы оставл€ть комментарии
выбор читател€

¬ыбор читател€

16+