پیش بینی­ ها نشان می­دهد که کامپیوترهای نانومقیاس بر پایه موج قابلیت حل معادلات در کسری از زمان را نسبت به همتای بزرگتر و الکترونیکی خود دارند.

راه اندازی مجدد لپ‌تاپ شما ممکن است فرآیندی آنی به نظر برسد، اما در واقعیت، رقص پیچیده‌ای از سیگنال‌هایی است که از شکل‌ موج آنالوگ به بایت‌های دیجیتالی و در نهایت به فوتون‌هایی تبدیل می‌شوند که اطلاعات را به شبکیه چشم ما می‌رسانند. برای اکثر استفاده­ های رایانه ای، این زمان تبدیل تاثیری ندارد. اما برای ابررایانه‌ها که مجموعه‌ای از داده‌ها را خرد می‌کنند، می‌تواند کاهشی جدی در زمان و مصرف انرژی به همراه داشته باشد. محققان به دنبال حل این مشکل با استفاده از رایانه های آنالوگ مبتنی بر امواج هستند که صرفا با استفاده از امواج نور کار می­ کنند و می­ توانند محاسبات را سریعتر و با انرژی کمتر انجام دهند.

اکنون، Heedong Goh و Alù Andrea از مرکز تحقیقات علوم پیشرفته در دانشگاه شهری نیویورک، طرحی را برای یک رایانه مبتنی بر موج در اندازه نانو ارائه می‌کنند که می‌تواند مسائل ریاضی مانند معادلات انتگرو دیفرانسیل را با سرعت نور حل کند. یکی از مسیرهایی که محققان برای ساخت رایانه‌های آنالوگ مبتنی بر موج در پیش گرفته‌اند، طراحی آن‌ها به صورت فرامواد است، موادی که برای اعمال عملیات‌های ریاضی برای امواج نور فرودی مهندسی شده‌اند. طرح‌های قبلی از فرامواد با مساحت بزرگ - تا دو فوت مربع استفاده می‌کردند که منجر به محدودیت استفاده از آنها میشد. Goh و Alù قادر به کوچک سازی این ساختارها در حد نانو مقیاس شده اند. مقیاسی مناسب جهت یکپارچه سازی و کنترل پذیری.

این رایانه پیشنهادی از سیلیکون ساخته شده است و در یک هندسه نانو مقیاس پیچیده جاسازی شده است به طوری که برای یک مسئله معین بهینه شده است. نور به رایانه می تابد و ورودی را رمزگذاری می کند و سپس رایانه راه حل مشکل را روی نوری که ساطع می کند رمزگذاری می کند. به عنوان مثال، یک سازه تاب خورده با سه فویل می‌تواند راه‌حل‌هایی برای معادله انتگرالی به نام معادله فردهولم ارائه دهد. محاسبات Goh و Alù نشان می‌دهد که رایانه‌های مبتنی بر موج در اندازه نانو باید بتوانند مشکلات را با تاخیر پردازش نزدیک به صفر و با مصرف انرژی ناچیز حل کنند.

سارا ولز یک روزنامه نگار علمی مستقل و مستقر در بوستون است.

منبع : Nanoscale Computer Operates at the Speed of Light