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光计算

日期:2019-06-12

加拿大麦克马斯特大学的研究人员近日开发了一种新型计算机。该计算机使用单组件,光响应系统来执行计算操作,而无需依赖外部电源或处理器。

计算机通过读取照射在立方体光聚合物不同面上的光和阴影带结果,从而执行计算操作。研究人员使用光线从顶部和侧面分层照射装有聚合物的玻璃外壳,聚合物的体积大致相当于棋盘游戏中使用的骰子。

聚合物以液体状态开始响应光线并转变成凝胶。中性载波束穿过聚合物的背面到达相机,该相机读取经材料折射的结果。这种材料经光照射后对光的图案作出反应,形成长丝,产生表达计算结果的新图案。输入数据为二进制(暗 - 亮)信息,最终形成灯丝几何形状的独特分布。

研究人员说,材料就像植物转向太阳一样直观地读取光并对光作出反应。该系统响应低强度白炽灯,其与环境太阳光类似(包括所有可见波长),并且在空间和时间上不相干。研究人员能够使用这个响应过程来执行简单的加法和减法问题。研究人员表示正在考虑如何实现其他更丰富的计算功能。

计算过程不需要电源,并且完全在可见光谱内运行。该技术涉及化学和非线性动力学,通过设计和制造材料实现对光的特定反应,从而实现能响应刺激和做智能操作的自主材料。根据研究人员的说法,这种光聚合物的工作原理可以转移到其他非线性系统和非相干光源(如:LED)。本工作研究了一种新的计算形式,并希望未来此计算系统可以具有更复杂的功能。

  

麦克马斯特研究员Fariha Mahmood使用新的计算技术,获取光通过聚合物后的图案