Cahaya Mengambil Alih: Terobosan Array Optik Merevolusi Komputasi

Esiklopedia Telkom University Portal rangkuman informasi dari semua cabang pengetahuan 6 hari ago

0 6 2 minutes read

Cahaya Mengambil Alih: Terobosan Array Optik Merevolusi Komputasi

Array Logika Optik yang Dapat Diprogram Skala Besar untuk Automata Seluler Dua Dimensi — Susunan logika optik yang dapat diprogram skala besar untuk automata seluler dua dimensi. Kredit: Wenkai Zhang (Universitas Sains dan Teknologi Huazhong), diedit

Komputasi optik bertujuan untuk menggantikan listrik dengan cahaya untuk mencapai komputasi yang lebih cepat dan hemat energi.

Para peneliti kini telah mengembangkan array logika terprogram optik (PLA) yang mengatasi rintangan utama, menjalankan operasi logika tingkat lanjut seperti Game of Life milik Conway. Terobosan ini menunjukkan potensi masa depan komputasi optik.

Selama bertahun-tahun, para peneliti telah mengeksplorasi cara menggunakan cahaya untuk komputasi, mencari kecepatan yang lebih tinggi dan mengurangi konsumsi energi dibandingkan dengan sistem elektronik konvensional. Komputasi optik, yang mengandalkan cahaya dibandingkan listrik untuk perhitungan, menawarkan keuntungan yang menjanjikan seperti paralelisme dan efisiensi yang tinggi. Namun, mengimplementasikan fungsi logika kompleks dengan cahaya merupakan suatu tantangan, sehingga membatasi penerapan praktisnya.

Sebuah Terobosan dalam Array Logika Optik

Kini, para peneliti di Universitas Sains dan Teknologi Huazhong, bersama dengan Laboratorium Optoelektronik Nasional Wuhan, telah membuat terobosan signifikan dalam bidang ini. Seperti dilansir di Fotonik Tingkat Lanjutmereka telah mengembangkan array logika terprogram optik (PLA) berskala besar yang mampu menangani komputasi kompleks. PLA optik ini memanfaatkan modulasi spektrum paralel untuk mencapai sistem 8 input, sehingga sangat meningkatkan cakupan operasi logika optik.

Penerapan Array Logika yang Dapat Diprogram Optik Skala Besar — Demonstrasi dan penerapan susunan logika terprogram optik skala besar. (a) PLA sembilan masukan diwujudkan dengan menggabungkan panjang gelombang dan dimensi spasial. (b) Mesin pernyataan untuk menyimpulkan tanggal (bulan dan hari) sesuai dengan hari yang disediakan dalam setahun berdasarkan 9 input PLA. (c) Osilator (pulsar) dalam Game Kehidupan Conway. (d) Evolusi nonisotropik, di mana pola sel tunggal dapat menciptakan segitiga Sierpinski dengan robot seluler dua dimensi. Kredit: W. Zhang, B. Wu, dkk., doi 10.1117/1.APN.3.5.056007

Menjalankan Model Kompleks pada Platform Optik

Para peneliti mendemonstrasikan potensi PLA optik mereka dengan berhasil menjalankan Conway's Game of Life, sebuah robot seluler dua dimensi yang terkenal. Pencapaian ini menandai pertama kalinya model kompleks seperti itu dieksekusi pada platform optik tanpa bergantung pada komponen elektronik untuk komputasi nonlinier. Kemampuan PLA optik untuk menangani fungsi logika tingkat lanjut, seperti dekoder, pembanding, penambah, dan pengganda, menunjukkan keserbagunaan dan potensinya untuk aplikasi yang lebih luas dalam komputasi digital.

Memajukan Komputasi Optik untuk Aplikasi Masa Depan

Karya inovatif ini tidak hanya memajukan bidang komputasi optik tetapi juga menyediakan platform baru untuk mensimulasikan fenomena kompleks. Keberhasilan para peneliti dalam menjalankan berbagai model automata seluler, termasuk segitiga Sierpinski, menyoroti kemampuan optik PLA untuk mendukung tugas komputasi yang rumit. Perkembangan ini mewakili langkah maju yang signifikan dalam upaya memanfaatkan cahaya untuk solusi komputasi yang lebih efisien dan bertenaga.

Referensi: “Array logika terprogram optik skala besar untuk otomat seluler dua dimensi” oleh Wenkai Zhang, Bo Wu, Wentao Gu, Junwei Cheng, Hailong Zhou, Dongmei Huang, Ping-kong Alexander Wai, Liao Chen, Wenchan Dong, Jianji Dong dan Xinliang Zhang, 17 Oktober 2024, Fotonik Tingkat Lanjut.
DOI: 10.1117/1.AP.6.5.056007