מחשוב פוטוני
מחשוב פוטוני (או מחשוב אופטי; באנגלית Optical computing או photonic computing) הוא תחום מחקר טכנולוגי-פיזיקאלי השואף לפתח מעבד מחשב המשתמש באור לצורך פעולתו, במקום בזרם חשמלי.
המחקר מתמקד בפיתוח טרנזיסטור הממתג קרני אור, וכך אפשר יהיה לבצע פעולות לוגיות במעבד בעזרת אור. כלומר פיתוח רכיב שיאפשר לקרן אור אחת להדליק ולכבות קרן אור אחרת. זאת לצורך עיבוד נתונים, אחסון נתונים או תקשורת נתונים. מרבית הפרויקטים המחקריים מתמקדים בהחלפת רכיבי מחשוב קיימים ברכיבים אופטיים, ליצירת מערכת מחשב דיגיטלי אופטית המעבדת מידע בינארי.
מעבד כזה יהיה, תאורטית, מהיר מהמעבדים הזמינים כיום, ויעיל הרבה יותר אנרגטית.[1] זאת מכיוון שהתקנים אופטואלקטרוניים צורכים כ-30% מהאנרגיה שלהם בהמרה בין אלקטרונים לפוטונים ולהפך, תהליך שמאט גם את קצב העברת הנתונים. מחשבים אופטיים לחלוטין מבטלים את הצורך בהמרות אלו, ובכך חוסכים באנרגיה. עם זאת יש חילוקי דעות באשר ליכולת של מחשבים אופטיים להתחרות במחשבים אלקטרוניים מבחינת מהירות, צריכת חשמל, עלות וגודל, בגלל שמגבלות פיזיקליות כמו גבול התמרה ורוחב סרט של גל אלקטרומגנטי מציבים מגבלות דומות לאלו של טרנזיסטורים אלקטרוניים.
מכשירים ייעודיים, כמו מכ"ם מפתח סינתטי (SAR) וקורלטורים אופטיים, פותחו בהתבסס על עקרונות המחשוב האופטי. קורלטורים, לדוגמה, משמשים לגילוי ומעקב אחר עצמים, ולסיווג מידע אופטי סדרתי.
בתגובה לצרכים הולכים וגדלים של רשתות נוירונים ולמידה עמוקה, פותחו מעבדים פוטוניים המשלבים זיכרון פוטוני ומודולציה של פאזה או עוצמה.
הסטוריה
בשנת 1989 הצליחו חוקרים בהרי הרוקי לייצר טרנזיסטור פוטוני. פיתוח זה הגביר את ההתעניינות בתחום. מאז לא היו פריצות דרך משמעותיות, אך בשנים האחרונות קמו חברות סטרטאפ שגם גייסו הון משמעותי מקרנות הון־סיכון.[2][3] בישראל פועלת חברת קוואנטום סורס, המפתחת מעבד למחשב קוונטי פוטוני.[4] חברות גדולות הפעילות בתחום כוללות את IBM, ו-מיקרוסופט.
קישורים חיצוניים
הערות שוליים
- ↑ Molly Loe, Optical computing: the power of light, TechHQ, 2023-05-24 (באנגלית אמריקאית)
- ↑ Chirag Gupta, The Rise of Photonics in Computing: Next Big Thing for DeepTech VCs The Rise of Photonics in Computing: Next Big Thing for DeepTech VCs, ReadWrite, 2023-03-02 (באנגלית אמריקאית)
- ↑ Peter L. McMahon, The physics of optical computing, Nature Reviews Physics 5, 2023-12, עמ' 717–734 doi: 10.1038/s42254-023-00645-5
- ↑ חברת Quantum Source גייסה 50 מיליון דולר לפיתוח מחשב קוונטי פוטוני | כלכליסט, באתר calcalist, 2024-09-10
| פוטוניקה | ||
|---|---|---|
| תחומים | ביו-פוטוניקה • ננו-פוטוניקה • מיקרו-פוטוניקה • מחשוב פוטוני | |
| כלים | ביו פוטון • ODPSK • אינרפרומטר השהייה • EDWA • לייזר • מרבב אופטי • הייבריד אופטי • מעגל משולב פוטוני • גביש פוטוני • סיב גביש פוטוני • מוליך גל חריץ • SDOF • סופר מנסרה • TS-ADC • העברת אנרגיה אלחוטית | |
| עקרונות | מערך מוליכי גל • סריג עקיפה • סריג הולוגרפי • שיטת מונטה קרלו • מיתוג ארכי גל • קוהרנטיות אטומית • מיקרוגל פוטוניקה • שיבוט אוטומטי • מצב חשוך • דיפוסיה פוטונית | |
| יישומים | רשת ניורונית אופטית • מפרש שמש • תקשורת אופטית | |
| ראו גם | אופטיקה • אלקטרואופטיקה | |
| תקשורת אופטית | ||
|---|---|---|
| משדר אופטי | לייזר • דיודת לייזר • LED • אור | |
| תווך שידור | סיב אופטי • מוליך גל • אוויר • ואקום | |
| מקלט אופטי | פוטודיודה • חיישן | |
| רכיבי תקשורת אופטית | מגבר אופטי • מעבד אופטי • מתג אופטי • מצמד סיבים אופטיים • מנחת אופטי • מערך מוליכי גל • WDM • מסנן אופטי | |
| שימושי תקשורת אופטית | תקשורת מבוססת סיב אופטי • הליוגרף • סמפור • מנורת איתות • פוטופון • מיקרופון לייזר | |
| אופטיקה • פוטוניקה • ננופוטוניקה • אלקטרואופטיקה | ||
מחשוב פוטוני41555802Q176541