Lưu trữ thành công ánh sáng dưới dạng âm thanh, điều không tưởng đã thực hiện được

Tương lai của máy tính ánh sáng – máy tính xử lý dữ liệu “nhanh hơn điện” đang được bắt đầu, điều tưởng như không thể nay đã có thể.

Lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại, các nhà khoa học đã lưu trữ thông tin dưới dạng ánh sáng thành những sóng âm thanh trên một con chip máy tính. Bạn có thể hiểu đơn giản, rằng họ vừa thành công trong việc thu thập sét dưới dạng tiếng sấm.

Nghe thì kì lạ, nhưng từ lâu đây là công trình nghiên cứu quan trọng để có thể chuyển đổi từ máy tính điện “cùi bắp” thông thường lên máy tính ánh sáng, có thể vận chuyển dữ liệu với vận tốc ánh sáng.

Những chiếc máy tính của tương lai này có khả năng chạy nhanh hơn máy tính thông thường ít nhất 20 lần, chưa kể tới việc chúng tỏa ra nhiệt lượng thấp và không tốn năng lượng như máy tính hiện tại.

Trên lý thuyết, điều này là khả thi vì máy tính sẽ chuyển dữ liệu dưới dạng hạt photon – hạt ánh sáng chứ không phải là hạt điện tử electron nữa. Hãy chú ý tới từ “trên lý thuyết”, bởi lẽ dù các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu những công nghệ này từ lâu nhưng việc chuyển dạng dữ liệu từ electron sang photon vẫn cực kì khó khăn.

Chúng ta đã có thể chuyển thông tin lên hạt photon và truyền thông tin qua cáp quang, nhưng vẫn chưa thể tạo ra một con chip máy tính có thể lấy ra được và xử lý những thông tin chứa trên photon ấy. Lý do là vì dữ liệu chạy với tốc độ ánh sáng, và vi chip hiện tại thì chưa nhanh đến thế.

Đó là lý do tại sao thông tin dựa trên quang học chạy trong cáp truyền tải internet hiện tại phải được chuyển thể thành các electron để tốc độ dữ liệu chậm hơn, dễ đọc hơn.

Nhưng các nhà khoa học tại Đại học Sydney, Australia vừa làm được điều tuyệt vời đó là giảm tốc độ dữ liệu nhanh như ánh sáng ấy xuống mức “nhanh như âm thanh”.

Theo báo cáo khoa học, thì tốc độ truyền tải chậm hơn 5 mức so với tốc độ trước đây. “Dường như nó là điểm khác biệt giữa chớp và sấm vậy”.

Điều này đồng nghĩa với việc máy tính sẽ có thể xử lý được dữ liệu được truyền bằng ánh sáng – thứ dữ liệu được truyền tải cực nhanh, không tạo ra nhiệt do không còn điện trở, không phát ra bức xạ điện từ, biến chúng thành dữ liệu chậm hơn để xử lý dễ hơn.

“Đây là một bước tiến quan trọng tiến tới mục đích xử lý được thông tin quang học và thành công của việc này đáp ứng mọi yêu cầu cần có của một hệ thống liên lạc quang học tương lai”, thành viên thuộc đội ngũ nghiên cứu, Benjamin Eggleton nói.

Họ đã làm được điều này bằng việc tạo ra một hệ thống có thể chuyển ánh sáng và sóng âm vào một con chip ánh sáng – thứ chip sẽ được sử dụng trong máy tính ánh sáng.

Đây là cách con chip này hoạt động:

Đầu tiên, thông tin ánh sáng đi vào chip thông qua một nhịp ánh sáng (màu vàng), nó sẽ tương tác với nhịp “viết dữ liệu” (màu xanh dương), tạo ra một sóng âm chứa dữ liệu.

Một nhịp ánh sáng khác, được gọi là nhịp “đọc dữ liệu” (màu xanh dương) sẽ truy cập dữ liệu âm thành này, và biến nó thành ánh sáng một lần nữa để truyền đi.

Khi ánh sáng không bị ngăn cản đi qua con chip trong khoảng 2-3 nano-giây, một khi nó được biến thành sóng âm thanh, thông tin sẽ nằm lại trên con chip trong khoảng 10 nano-giây, đủ lâu để có thể được thu thập và xử lý.

Đội ngũ nghiên cứu đã không chỉ làm dữ liệu chậm hơn bằng cách biến ánh sáng thành sóng âm thanh, mà còn khiến cho dữ liệu nhận về chính xác hơn.

Không như các thử nghiêm tương tự trước đây, hệ thống này có thể hoạt động trên băng thông rộng.

“Việc xây dựng một hệ thống chuyển ánh sáng thành sóng âm thanh chứng tỏ rằng chúng ta đã có thể điều khiển được thông tin ở nhiều mức độ khác nhau”, Moritz Merklein thuộc đội ngũ nghiên cứu nói.

Theo soha