V jaderném centru Sarov vyvinuli unikátní fotonický superpočítač

Unikátní optický superpočítač, který se oproti tradičním počítačům pyšní obrovskými výhodami, byl vyvinut v Ruském federálním jaderném centru – Všestranném vědeckém výzkumném ústavu experimentální fyziky (státní společnosti Rosatom v RFNC-VNIIEF v Sarově). Jak informoval deník RIA Novosti, podle RFNC-VNIIEF byl již vývoj patentován.

Jedná se o takzvaný fotonický počítač, v němž jsou výpočetní procesy založeny na vzájemném působení impulzů laserového záření, a ne na činnosti elektronických částí, jak tomu bývá u tradičních počítačů. Takový fotonický počítač se skládá z elektrických a „světelných" částí. Strojový kód (tedy soubor pokynů) je převeden do laserových impulzů. Světelná kvanta a fotony spadají přes vlnovody do fotonického procesoru, kde dochází k vzájemnému působení laserových impulzů a právě zde se uskutečňují stejné logické operacé, jak je tomu i u tradičních počítačů. Dále se laserové paprsky z procesoru vytrácejí a vracejí se do elektronické části počítace, v níž se optická informace opět mění na elektrickou a stane se tak pro uživatele dostupnou.

Jak vysvětluje autor vývoje projektu Sergej Stěpaněnko, hlavní vědecký pracovník Ústavu teoretické a matematické fyziky VNIIEF, fotonické počítače jsou potřeba k řešení problémů, které jsou nad síly „polovodičových" počítačů.

Podle jeho slov využívání fotonických technologií umožňuje desetkrát nebo až stokrát snížit množství energie, která je zapotřebí k dosažení stejného výkonu u současných počítačů.

„Pokud je pro superpočítač potřeba budova velká jako fotbalové hřiště, pak stejného výkonu může fotonický počítač dosáhnout, pokud je umístěn v půllitrovém hrnečku. Odváděné teplo pak tvoří zhruba stovku wattů, což je méně než například u vařiče," vysvětluje Stěpaněnko.

Odborníci z různých zemí se fotonický počítač snažili vytvořit už dávno, ale k praktickému uskutečnění kvůli různým důvodům zatím nedošlo. Všestranný vědecký výzkumný ústav experimentální fyziky předložil nový návrh týkající se realizace principu fungování fotonického počítače, díky kterému by se změny mezi světelnou a elektrickou částí počítače uskutečňovaly méně častěji, jelikož vyžadují hodně času i energie.

Nejvyšší výkon fotonického počítače, který byl VNIIEF vyvinut, pro nejsložitější polovodičový počítač může být při násobení až 50 petaFLOPS a nejvyšší výkon takového procesoru bude jen 100 W. Pro srovnání, výkon moderních elektronických procesů stejné síly je asi jen 5 teraFLOPS, což je 10 000x méně. Přičemž výkon fotonických počítačů můžeme výrazně zvýšit, čímž se sníží délka světelné vlny.

Pokud jde o konkrétní problémy, které by bylo možné řešit pomocí fotonických počítačů, může se jednat například o studium genetických vlastností lidí, což je velmi důležité pro lékařské aplikace.