رایانه‌ها «میلیون‌ها بار» سریع‌تر می‌شوند

به گزارش سیتنا، بر اساس مقاله جدیدی که در نشریه نیچر به چاپ رسیده است، دانشمندان موفق شده‌اند پالس‌های لیزری فروسرخ (مادون قرمز) را روی ساختاری لانه زنبوری از جنس تنگستن بتابانند. با این راه می‌توان پردازشگرهایی ساخت که میلیون‌ها بار بیشتر از پردازشگرهای امروزی سرعت دارند.

شاید نتیجه این تحقیقات تا تجاری شدن راه درازی داشته باشد، اما می‌تواند در پنجاه سال آینده زندگی انسان را دچار تحول بزرگی کند. با پردازنده‌های جدید، تجهیزات ساخت بشر تغییرات چشم‌گیری خواهند کرد.

پردازشگرهایی که با این روش کار می‌کنند، می‌توانند ده به توان پانزده پردازش در ثانیه را انجام دهند: به زبان ساده‌تر یک میلیون در میلیارد پردازش در ثانیه.

تمام رایانه‌های امروزی بر اساس دستگاه اعداد دودویی کار می‌کنند. در این دستگاه عددی، هر عدد را به ‌وسیله دو رقم ۰ و ۱ نشان می‌دهند.

یک عدد در مبنای دو به ‌وسیله تعدادی ۰ و ۱ پشت سر هم نشان داده می‌شود. در رایانه‌ها، اعداد دودویی با دو سطح ولتاژ مختلف نمایش داده می‌شوند؛ دلیل این امر آنست که پیاده‌ سازی این سیستم توسط تجهیزات الکترونیکی بسیار ساده‌‌تر از دیگر سیستم‌‌های عددی است. مثلاً برای پیاده‌سازی این سیستم ممکن است ولتاژ ۵- به ‌عنوان «صفر» در نظر گرفته شود و ولتاژ ۵+ به ‌عنوان «یک» (حالت دو قطبی) یا ولتاژ صفر به‌ عنوان «صفر» و ولتاژ ۵+ به‌ عنوان «یک» (حالت دودویی) در نظر گرفته شود.

رایانه‌های امروزی با استفاده از قطعات سیلیکونی می‌توانند در حدود یک یا چند میلیارد پردازش در ثانیه را انجام دهند؛ اما افزایش سرعت بیشتر ، بر مبنای کار فعلی کامپیوترها بسیار سخت است.

بر اساس قانون مور، تعداد ‌ترانزیستورها در مدار مجتمع، هرساله دو برابر خواهد شد. با روش‌های فعلی، در آینده نزدیک توان پردازش رایانه‌ها ثابت می‌‌ماند و افزایش چشمگیری نخواهد یافت. ‌ترانزیستورها هم‌ اکنون بی‌اندازه کوچک شده‌اند و ادامه کوچک‌‌سازی آنها بسیار دشوارتر از گذشته شده است.

اما پردازشگرهای لیزری می‌توانند همه چیز را تغییر دهند. این پردازشگرها با تغییر رفتار الکترون‌ها کار می‌کنند. اگر الکترون را مانند یک دونده در پیست دایره‌ای فرض کنیم، دونده در حال دویدن در این زمین با شعاع ثابتی است، اما زمانی که انرژی به این دونده منتقل می‌شود در شعاع بیشتری شروع به دویدن دور زمین می‌کند.

شبکه‌های لانه‌زنبوری این پردازشگرهای جدید که از جنس تنگستن و سلنیوم است، داری دو راهگاه برای وارد شدن الکترون‌ها هستند. تابش لیزر با دو زاویه خاص انجام می‌شود و از هر زاویه، الکترون‌ها وارد یکی از دو مسیر مشخص می‌شوند.

یکی از این مسیرها صفر و مسیر دیگر یک در نظر گرفته شده است. با این روش، رایانه‌های لیزری می‌توانند براساس مبنای اعداد دودویی کار کنند. با این تفاوت که سرعت صفر یک‌ها بسیار بیشتر از روش‌های کنونی است.

دانشمندان می‌گویند چنین روشی حتی می‌تواند در دمای اتاق کار کند. این در حالی است که در گذشته باور بر این بود که برای پردازش‌های کوانتومی باید دما به‌شدت کاهش یابد.

با پیشرفت هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، شرکت‌های سازنده نیاز به پردازشگرهایی دارند که بسیار سریع‌تر از امروز کار کند. هوش مصنوعی و یادگیری ماشین هزاران برابر بیشتر اطلاعات تولید می‌کند و پردازش این اطلاعات هم نیاز به پردازشگرهایی سریع‌تر دارد و شاید روش جدید بتواند گره مشکل توسعه هوش مصنوعی را در آینده باز کند.

انتهای پیام