الحوسبة الضوئية Optical Computing

0
(0)

الحوسبة الضوئية هي نموذج حسابي يستخدم الفوتونات ، حيث أثبتت الفوتونات أنها تعطي نطاقًا تردديًا أعلى من الإلكترونات التي يتم استخدامها في أنظمة الكمبيوتر التقليدية مما يمنح أجهزة الكمبيوتر الضوئية أداءً أعلى وبالتالي تكون أسرع من الأجهزة الإلكترونية، وتتميز الحوسبة الضوئية بقدرتها على نقل كمية أكبر من المعلومات وبسرعة كبيرة حيث تنتقل الفوتونات بسرعة الضوء، حيث تخلو الفوتونات من الكتلة ، وبالتالي يمكن أن تنتقل أسرع بكثير من الإلكترونات ، مما يعني أن الحوسبة الضوئية لديها القدرة على أن تكون فائقة السرعة وموفرة للطاقة وقادرة على معالجة المعلومات في وقت واحد من خلال قنوات بصرية زمنية أو مكانية متعددة.

الحاسوب الضوئى Optical Computer

الحاسوب الضوئى، ويُطلق عليه أيضا الحاسوب الفوتونى هوذلك الجهاز الذي يستخدم فوتونات الأشعة الضوئية المرئية أو الأشعة تحت الحمراء عوضا عن الإلكترونات.

يتم تمثيل عنصر الحوسبة في الكمبيوتر البصري بالطور المستمر لإشارة الضوء ، ويتم إجراء الحساب عادةً عن طريق إضافة موجتين ضوئيتين قادمة من مصدرين مختلفين ثم إسقاط النتيجة على “0” أو “1”.

مميزات الحوسبة الضوئية

  • كثافة عالية ، سرعة عالية ، حجم صغير ، قابلة للتطوير ديناميكيًا وإعادة تشكيلها إلى شبكات / طوبولوجيا أصغر / أكبر ، ومتوازية بشكل كبير مع قدرة الحوسبة وتطبيقات الذكاء الاصطناعي.
  • فعالة من حيث التكلفة.
  • تتمتع المواد البصرية بإمكانية وصول أكبر وكثافة تخزين أكبر.

أنواع الحاسوب الضوئى

  • الحاسوب الضوئى Optical Analog
  • الحاسوب الضوئى Optoelectronics
  • الحاسوب الضوئى Optical parallel digital computers
  • الحاسوب الضوئى Optical neural computer

الفوتونات فى الحوسبة الضوئية

تُعد الترانزستورات وحدات البناء الأساسية لتصنيع المعالجات وتعتمد على مرور الالكترونات من خلالها من أجل توليد البتات الرقمية أى المعلومات، ولكن فى الحوسبة الضوئية يكون الاعتماد على الفوتونات أى الجسيمات الحاملة لطاقة الاشعاع الكهرومغناطيسى.

الفوتونات لا يولد مقاومة عند التنقل بعكس الالكترونات، ولا يتأثر الفوتون بالمسافات الطويلة، ولا ينتج أى حرارة مما يؤدى لتخفيض استهلاك الطاقة.

ومن أبرز ما يميز الحوسبة الضوئية عرض مجال الحزمة (Bandwidth) الذى تمتلكه الفوتونات، وهو ما يجعلها لها القدرة على نقل كميات أكبر من المعلومات بالاضافة الى سرعتها الكبيرة، حيث اتنتقل الفوتونات بسرعة الضوء، وهى بذلك أسرع من الالكترونات المتنقلة عبر النواقل النحاسية والمعدنية.

الخاتمة

ان الضوء هو أسرع شئ يمكن استخدامه لنقل المعلومات، تتميز الحوسبة الضوئية بالعديد من المميزات ، حيث تستخدم الألياف الضوئية والإشارات بدلاً من الأسلاك النحاسية للاتصال من لوحة إلى لوحة ومن رقاقة إلى شريحة ، بزيادة هائلة في الإنتاجية وزيادة كبيرة في أداء معالجات الكمبيوتر.

المراجع

  • Rao, D. G. S., Swarnakar, S., & Kumar, S. (2020). Performance analysis of all-optical NAND, NOR, and XNOR logic gates using photonic crystal waveguide for optical computing applications. Optical Engineering, 59(5), 057101.
  • Ying, Z., Feng, C., Zhao, Z., Soref, R., Pan, D., & Chen, R. T. (2019). Integrated multi-operand electro-optic logic gates for optical computing. Applied Physics Letters, 115(17), 171104.
  • Vafa, A. P. M. Q., Karimi, P., & Khavasi, A. (2018). Recent advances in spatial analog optical computing. In 2018 Fifth International Conference on Millimeter-Wave and Terahertz Technologies (MMWaTT) (pp. 6-11). IEEE.
Print Friendly, PDF & Email

قيمنا

0 / 5. 0

اترك تعليقًا

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

انتقل إلى أعلى