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

Hướng dẫn cách dùng ứng dụng KaraFun Player trên máy tính dễ dàng

Sau những giờ làm việc hay học tập mệt nhọc, bạn cần thư giãn để tái tạo sức lao động. Bài viết sau sẽ hướng dẫn cách sử dụng ứng dụng KaraFun Player giúp bạn hát karaoke trên máy tính dễ dàng. Nào mời bạn cùng tìm

Cách biến điện thoại Android thành giao diện gần gốc, không cần root, không cần đổi ROM

Giao diện của Android gốc (stock Android) có một sức hút khá kỳ lạ với mình và nhiều anh em vì sự đơn giản và dễ dùng.

Kích hoạt kiểu hiển thị thông báo của Windows 10 cho trình duyệt Google Chrome

Để kích hoạt thông báo Windows 10 Notification cho trình duyệt Google Chrome, bạn cần cập nhật lên phiên bản mới nhất (v68 trở lên), sau đó mở liên kết chrome://flags trên thanh địa chỉ và tìm đến mục

MagPi: Bộ eBook hướng dẫn về Raspberry Pi, rất hay, miễn phí, PDF, dạy đơn giản đến chuyên sâu

MagPi là bộ tạp chí chính thức và miễn phí của trang RaspberryPi.org được phát hành mỗi tháng dưới dạng sách giấy và PDF, tổng hợp các thủ thuật, bài viết, dạy lập trình, hướng dẫn sử dụng Raspberry Pi từ cơ bản đến

Ba cách tải audio trên Google Translate

Thường chúng ta chỉ cần tới Google Dịch khi muốn dịch một vài từ hoặc đoạn văn ngắn, nhưng ít ai biết rằng, chính tính năng phát âm, đọc mẫu mới là ưu điểm lớn nhất của Google Translate. Bởi đó là giọng chuẩn, giúp

ĐÁNH GIÁ NHANH

Giá 269,9 triệu đồng, Triumph Trident 660 có gì đáng để người mới chơi mô tô lựa chọn?

Triumph Trident 660 là mẫu xe entry-level của hãng xe Anh Quốc, sở hữu thiết kế tân hoài cổ cùng nhiều trang bị hiện đại. Xe có cảm giác vận hành thú vị phù hợp với người mới chơi.

Đánh giá nhanh Lenovo Miix 310: Thiết kế nhỏ gọn, làm việc và giải trí nhẹ nhàng

Lenovo Miix 310 có mức giá phải chăng, giúp người dùng dễ tiếp cận hơn. Đây được xem là bản nâng cấp lớn của đàn anh Miix 3 về cả thiết kế lẫn phần cứng.

So sánh đẹp của Huawei Nova 2i và Vivo V7: Ai là người nổi bật hơn?

Đón đầu xu hướng thiết kế mới, Huawei Nova 2i và Vivo V7 đều được trang bị màn hình lớn tỉ lệ 18:9. 5.7 inch trên V7 và 5.9 inch trên Nova 2i.