Lần đầu tiên ánh sáng được lưu trữ dưới dạng âm thanh, máy tính ánh sáng sắp thành hiện thực

Bằng cách làm chậm tốc độ di chuyển của các photon và chuyển ánh sáng thành sóng âm, các nhà khoa học đã lần đầu tiên trong lịch sử có thể lưu trữ thông tin dưới dạng ánh sáng trên một con chip máy tính.

Thành công này hứa hẹn hiện thực hóa ý tưởng máy tính hoạt động trên ánh sáng với ưu điểm tốc độ truyền dữ liệu cao (do không bị ma sát như truyền bằng e), đồng thời không tỏa nhiệt và tiết kiệm điện, hướng tới những hệ thống truyền thông bằng ánh sáng “đúng nghĩa” với hàng loạt ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Để làm được điều đó, họ đã sử dụng một chiếc máy tính đặc biệt hoạt động dựa trên ánh sáng với khả năng di chuyển dữ liệu bằng tốc độ ánh sáng. Với tên gọi photonic computers, chiếc máy tính này trên mặt lý thuyết mạnh hơn rất nhiều lần so với máy tính thông thường của chúng ta, đồng thời cũng không sinh quá nhiều nhiệt và tiết kiệm điện do dữ liệu được truyền bằng các photon ánh sáng thay vì bằng các electron.

Tuy nhiên, những ưu điểm đó là “trên mặt lý thuyết” bởi từ nói tới thực hành là một khoảng cách khá xa dù đã có nhiều nỗ lực nghiên cứu phát triển máy tính hoạt động bằng ánh sáng, bao gồm cả các công ty lớn như IBM và Intel.

Trên thực tế, việc mã hóa dữ liệu vào trong các photons là không khó và thí dụ gần gũi nhất là hệ thống cáp quang giúp chúng ta truyền thông tin. Tuy nhiên, việc tìm cách để một con chip có thể tìm kiếm và xử lý những thông tin đã lưu trong những photons là việc làm cực kỳ phức tạp. Một trong những lý do: ánh sáng quá nhanh so với khả năng dọc của những con chip máy tính.

Bởi thế, những thông tin mã hóa trong ánh sáng và chạy trong những sợi cáp quang internet hiện vẫn phải được chuyển thành các electron để đọc. Tuy nhiên, còn một cách khác tốt hơn chính là làm chậm ánh sáng và chuyển nó thành âm thanh. Đây cũng chí là ý tưởng tuyệt vời mà các nhà nghiên cứu tại Đại học Úc vừa thực hiện thành công.

Giám đốc dự án, Birgit Stiller cho biết: “Thông tin trên con chip của chúng tôi tồn tại dưới dạng sóng âm di chuyển tại tốc độ chậm hơn 100 ngàn lần so với bên trong cáp quang. Điều này cũng giống như sự khác nhau giữa sấm và chớp.” Với thành công lần này, những chiếc máy tính có thể sẽ truyền tải dữ liệu với tốc độ ánh sáng, lại không sinh nhiệt, không bị nhiễu bởi bức xạ từ trường, đồng thời lại có thể giảm tốc độ dữ liệu xuống tới đủ để những chip máy tính có thể xử lý được.

Moritz Merklein, một thành viên của nhóm nghiên cứu cho biết: “Nếu như máy tính ánh sáng có thể được thương mại hóa thực sự, dữ liệu ánh sáng trên chip sẽ cần được làm chậm lại để xử lý, dẫn đường, lưu trữ và truy cập. Đây là một bước tiến quan trọng trong lĩnh vực xử lý thông tin quang học, tạo tiền đề cho sự phát triển của các hệ thống truyền thông bằng ánh sáng thế hệ mới trong hiện tại lẫn tương lai.”

Được biết hiện nhóm đang phát triển một hệ thống bộ nhớ có thể chuyển đổi chính xác giữa ánh sáng và sóng âm ngay trên một con chip ánh sáng - con chip tương tự như thứ sẽ dùng trên máy tính hoạt động dựa trên ánh sáng.

Video bên trên là mô tả sơ lược về cách hoạt động của chip nhớ ánh sáng. Theo đó thông tin mã hóa trên ánh sáng sẽ đi vào chip dưới dạng một xung ánh sáng (màu vàng) và sẽ tương tác với một xung “ghi” (màu xanh), tạo thành một sóng âm có chứa dữ liệu. Một xung ánh sáng khác gọi là xung “đọc” (màu xanh) sẽ tiến đến dữ liệu âm thanh và truyền ánh sáng đi thêm một lần nữa (màu vàng). Khi 2 xung ánh sáng đi qua con chip trong vòng 2-3 nano giây, thông tin sẽ ở lại con chip trong khoảng thời gian lên tới 10 nano giây, đủ để được thu hồi và xử lý.

Tóm lại, hệ thống nói trên không chỉ chuyển được ánh sáng thành sóng âm mà còn làm chậm nó lại để quá trình khôi phục dữ liệu được chính xác hơn. Đồng thời khác với các nỗ lực trước đây, hệ thống này có thể hoạt động được trên băng thông rộng. Giáo sư Merklein cho biết: “việc phát triển một hệ thống đệm âm học trong một con chip như thế này sẽ cải thiện hàng trăm ngàn lần khả năng kiểm soát thông tin. Hệ thống của chúng tôi không bị giới hạn trong một băng thông hẹp và khác với các hệ thống trước đây trong lĩnh vực này, chúng tôi có thể lưu trữ và phục hồi dữ liệu đồng thời tại nhiều bước sóng khác nhau, từ đó tạo điều kiện triển khai một cách hiệu quả trên nhiều thiết bị khác nhau.”

Tham khảo Nature, Phys

TIN LIÊN QUAN

Bluetooth Mesh: chuẩn Bluetooth có thể truyền đi xa bằng cách nhảy giữa nhiều thiết bị khác nhau

Cách kết nối này cực kì hữu ích cho các thiết bị ngôi nhà thông minh vì một cái cảm biến nhiệt độ ngoài vườn có thể kết nối Bluetooth tới một cái núm cửa thông minh trước khi đi tới trạm trung tâm.

Li-Fi: Tốc độ truyền dữ liệu lên tới 224 GB/s

Hội Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) vừa chính thức công bố tiêu chuẩn 802.11bb mới với tên gọi Li-Fi. Tiêu chuẩn mới này có tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên tới 224 GB/s, gấp 100 lần so với Wi-Fi hiện tại.

Nhiệt điện Nghi Sơn đẩy mạnh chuyển đổi số

Trên lộ trình thực hiện chuyển đổi sổ toàn diện, Công ty Nhiệt điện Nghi Sơn đã đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ ở nhiều lĩnh vực, nhằm nâng cao năng lực quản lý, khai thác, vận hành hiệu quả Nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn.

Một số điểm mới trên trình duyệt Firefox Quantum

Nếu bạn đã từng rời bỏ Firefox để chuyển sang Chrome, đây là thời điểm thích hợp để quay lại. Còn nếu bạn vẫn đang sử dụng Firefox, bản cập nhật này sẽ mang đến một làn gió mới, là bản cập nhật trong mơ của các fan Firefox từ trước đến nay.

Rò rỉ thông số cấu hình của chip Intel Coffee Lake Refresh

Dự kiến vi xử lý Intel Coffee Lake Refresh thế hệ 9 sẽ được ra mắt vào tháng 10 tới với 3 mẫu khác nhau, gồm Core i9-9900K, Core i7-9700K và Core i5-9600K.

"Sách cười và lãng quên": Tác phẩm thứ 10 của Kundera được xuất bản tại Việt Nam

Sách cười và lãng quên là cuốn tiểu thuyết chuyên chú khám phá và nắm bắt những bí ẩn về bản chất con người trong sự biến đổi của tình huống. Cuốn sách như cuộc truy tìm đến tận cùng bản ngã con người.

Ứng dụng AI để tăng tốc quá trình chuyển đổi năng lượng

Với việc nhiên liệu hóa thạch vẫn đang cung cấp hơn 80 năng lượng toàn cầu, ngành năng lượng cần phải là trọng tâm trong tiến trình ngăn chặn các tác động thảm khốc về khí hậu trong tương lai. Để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng, ứng dụng

Vì sao smartphone vỏ kim loại ngày càng chiếm ưu thế hơn vỏ nhựa?

Vỏ nhựa đã có từ rất lâu, từ thời chúng ta còn dùng tới những chiếc điện thoại nút ấn. Đơn giản vì chất liệu nhựa rất dễ thiết kế, mềm dẻo dai và nhiều màu sắc.

THỦ THUẬT HAY

Học cách để tạo truy vấn trong Access 2016

Truy vấn cho phép lấy thông tin từ một hoặc nhiều bảng dựa trên điều kiện tìm kiếm bạn đã định nghĩa.

15 câu nói của nhà văn Paulo Coelho sẽ thay đổi đời bạn

Những lời khuyên cuộc sống dưới đây của nhà văn Paulo Coelho sẽ thay đổi góc nhìn và thái độ sống của bạn. Không mất nhiều thời gian để đọc hết những câu trích dẫn này nhưng đừng đọc lướt mà hãy dừng lại ở mỗi câu và

Thủ thuật bảo mật thông tin cá nhân trên trình duyệt Safari của iPhone

Hầu hết các trình duyệt web đều có chế độ riêng tư hay còn gọi là chế độ ẩn danh để giúp người dùng lướt web mà không bị theo dõi hãy lưu trữ lại lịch sử duyệt web. Trình duyệt Safari trên iPhone cũng cung cấp tính

Cách tra cứu Căn cước công dân đã làm xong chưa rất nhanh cho bạn

Nhiều người vẫn chưa nhận được Căn cước công dân gắn chip mặc dù đã làm từ rất lâu. Đây là cách tra cứu Căn cước công dân đã làm xong chưa qua tổng đài của Bộ Công an...

Những việc bạn nên làm trên iPhone để tăng cơ hội lấy lại thiết bị khi bị đánh cắp

Rõ ràng, chúng ta không ai muốn rằng mình bị mất một chiếc iPhone mới mua một chút nào. Đó là tình huống xấu và nếu lỡ có xảy ra thì mọi người đều hy vọng có cơ hội tìm lại điện thoại của mình. Chính vì thế thì mỗi khi

ĐÁNH GIÁ NHANH

Đánh giá Honda City 2018 về thiết kế vận hành và giá bán mới nhất

Honda City 2018 là dòng xe được ưa chuộng tại Việt Nam, nằm trong phân khúc xe sedan hạng B cạnh tranh với nhiều đối thủ như Toyota Vios, Mazda 2, Kia Rio, Hyundai Accent, Mitsubishi Attrage, Ford Fiesta. Với hai phiên

Đánh giá nhanh Xiaomi Redmi 4X: Hoàn thiện tốt, cấu hình mạnh mẽ!

Redmi 4X có thể khiến bạn bất ngờ vì vóc dáng nhỏ gọn hơn các smartphone có màn hình 5 inch khác, chỉ lớn hơn một chút so với một số máy kích thước màn hình 4.7 inch như Galaxy A3 2017.

Đánh giá chi tiết iPhone 8, có nên mua hay không?

iPhone là một mẫu điện thoại được nhiều người dùng lựa chọn bởi hiệu năng sử dụng cũng như sự sang chảnh về thương hiệu. Điện thoại iPhone 8 Plus cùng với iPhone 8 là những mẫu smartphone đã có nhiều năm tuổi thì còn