Optyczne techniki przetwarzania informacji

• Autorzy: Pluciński J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie promieniowania optycznego w procesie przetwarzania informacji pozwoli na budowę komputerów o mocy przetwarzania o wiele rzędów wielkości większej od najpotężniejszych komputerów elektronicznych będących w użytkowaniu teraz i w przyszłości. Wynika to ze znacznie większej częstotliwości promieniowania optycznego (wynoszącej setki teraherców) niż sygnałów elektrycznych, z możliwości równoległego przetwarzania (liczba równoległych kanałów optycznych już teraz osiąga miliony w pojedynczym procesorze optycznym), a także z możliwości wykorzystania kwantowej natury fotonów światła. Proces optycznego przetwarzania może być analogowy lub cyfrowy. Przykładem obecnego wykorzystania optycznego przetwarzania informacji są systemy do rozpoznawania obrazów oraz systemy do przetwarzania sygnałów cyfrowych o skrajnie dużej przepływności (rzędu tera-, a nawet petabitów na sekundę w pojedynczym kanale) na potrzeby telekomunikacji optycznej. Wykorzystanie algorytmów wykorzystujących tzw. qubity pozwoli rozwiązywać w czasie ułamków sekund zadania, które tradycyjne, nawet najpotężniejsze obecne superkomputery musiałyby rozwiązywać w ciągu setek tysięcy lat (przykładem może być faktoryzacja liczb składających się z kilkuset cyfr dziesiętnych).

EN

The use of light for information processing will allow computers to be built, whose processing power will be several orders of magnitude higher than that of the most powerful computers available today. This results from the much higher frequency of light (hundreds of terahertz) than frequency of electric signals, from parallel processing capabilities (the number of parallel optical chann reaching several millions in a single optical processor), and from the exploitation of quantum nature of light. Optical processing can be carried out either using analog or digital techniques. Examples of successful implementation of optical processing are image recognition systems and system that process ultra high speed (terabits per second in single channel) digital signals for optical communications. The use of algorithms employing so-called qbits will allow certain problems, such as prime number factorization, to be solved using optical computers in a fraction of a second, rather than several thousands years on currently available supercomputers.

• Wydawca: Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału ETI Politechniki Gdańskiej. Technologie Informacyjne
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 1
• Strony: 75--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., 1 rys.

Twórcy

autor

Pluciński J.

• Katedra Optoelektroniki, Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Michael A. Nielsen: Rules for a Complex Quantum World. Scientific American, Vol. 287 (Nov. 2002), pp. 66-75, 2002.
• [2] Svelto 0.: Principles of Lasers. Plenum Press, New York, 1998.
• [3] Alcatel 1640 Optical Add/Drop Multiplexer (80/160 channel DWDM System. Mat. firm. Alcatel, www.alcatel.com.
• [4] Alcatel teral0 DWDM Repeatered Submarine System (up to 105 X 10 Gbps per fiber pair). Mat. firm. Alcatel, www.alcatel.com.
• [5] Stix G.: Triumf światła. Świat Nauki, nr 3 (115), str. 58-63, 2001.
• [6] Hypszer R., Pluciński J., Wierzba H.J.: Nowe koncepcje optycznych połączń w układach o bardzo dużej skali integracji. Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 8'89, str. 20-23, 1989.
• [7] Chen R.T., Guilfoyle P.S.: Optoelectronic Interconnects and Packaging. Washington, USA: SPIE Critical Review of Optical Science and Technology CR62, Optical Engineering Press, 1996.
• [8] Mollenauer L. F., Smith K.: Demonstration of soliton transmission over more than 4000 km in fiber with loss periodically compensated by Raman gain. Optics Letters, vol. 13, no. 8, pp. 675-677, 1988.
• [9] Yeh P.: Introduction to Photorefractive Nonlinear Optics. J. Wiley & Sons, New York, 1993.
• [10] Gniadek K.: Optyczne przetwarzanie informacji. PWN, Warszawa, 1992.
• [11] Photonic Packed Switching Technologies, Techniques and Systems - special edition. Journal of Lightwave Technology, vol. 16 , no. 12, 1998.
• [12] Vandersypen L.M.K., Steffen M., Breyta G., Yannoni C.S., Sherwood M.H., Chuang I.L.: Experimental realization of Shor's quantum factoring algorithm using nuclear magnetic resonance. Nature, vol. 414, pp. 883-887, 2001.
• [13] Jozsa R., Horodecki M., Horodecki P., Horodecki R.: Universal quantum information compression. Quantum Physics, vol. 5, 1998.
• [14] Steffen M., Wim van Dam, Hogg T., Breyta G., Chuang I.: Experimental implementation of an adiabatic quantum optimization algorithm, Phys. Rev. Lett., (to appear Feb/March 2003).