Nokian Bell Labsin tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen ohjelmoitavan fotonisen kytkinmuistin, joka voi merkittävästi parantaa tietokoneiden nopeutta ja energiatehokkuutta. Innovaatio voi muuttaa erityisesti tekoälyn, sensoriteknologian ja muiden suurta laskentatehoa vaativien sovellusten toimintaa.
Tutkimusryhmän johtaja Farshid Ashtiani kertoo, että perinteisesti optinen tietojenkäsittely on kehittynyt, mutta tietojen tallennus on jäänyt pääasiassa elektroniseksi. Nyt kehitetty fotoninen kytkinmuisti mahdollistaa tietojen tallentamisen ja käsittelyn kokonaan valon avulla, mikä nopeuttaa toimintaa ja vähentää energiankulutusta.
Ohjelmoitava fotoninen kytkinmuisti perustuu elektronisista laitteista tuttuun set-reset-lukkoon, mutta se toimii optisesti. Muisti kykenee vaihtamaan tiloja "asetus" (1) ja "nollaus" (0) -tilojen välillä valon avulla.
Tämä uusi teknologia mahdollistaa hyvin nopean toiminnan. Reaktioajat ovat vain kymmeniä pikosekunteja, mikä ylittää perinteisten digitaalisten järjestelmien kellotaajuudet. Lisäksi optisen tiedonkäsittelyn ansiosta energiankulutus vähenee merkittävästi. Muistiyksiköt toimivat itsenäisesti ilman keskinäisiä häiriöitä, mikä mahdollistaa suuren muistitiheyden.
Seuraavaksi tutkijat aikovat kehittää teknologiaa laajempiin muistikonfiguraatioihin ja suunnitella dedikoituja fotonisia muistipiirejä. Tavoitteena on yhdistää optinen muisti ja elektroniikka yhtenäiseksi tuotantoprosessiksi, mikä mahdollistaisi optisten tietokoneiden kaupallisen toteutuksen.
Teknologian odotetaan muuttavan useita teollisuudenaloja, kuten tietoliikennettä, tekoälyä ja suurteholaskentaa. Optinen muisti voi auttaa vähentämään viiveitä ja energiankulutusta, kun tarve muuntaa optista tietoa elektroniseksi ja takaisin vähenee.
Tutkimus on julkaistu Optics Express -lehdessä. Artikkeli löytyy täältä.
Kuvassa optinen SR-kytkinmuisti ohjelmoitavassa MZI-verkkorakenteessa.
