Kutatókat és futurológusokat az informatika kezdetei óta foglalkoztatja a kérdés, hogy milyen lesz a jövő számítógépe. Az utóbbi években a Moore-törvény elavulását felvetve, egyre gyakrabban merül fel a kérdés, bár a híres-neves törvényt annyiszor temették már, hogy csodák csodájára, még mindig él és virul, és az elavulást illetően is megoszlanak a vélemények.
Mindenesetre egyre több, változatos fejlődési állapotban lévő komputertípus tűnt fel az utóbbi két évtizedben, és a fejlesztések ugyan tényleg ígéretesek, de mégsem annyira gyorsak, hogy a szenzációhajhász média sokáig foglalkozzon velük. Kvantumszámítógép, DNS-alapú számítógép, neuromorfikus komputer, és persze mások is a jövő nagy ígéretei, egyelőre azonban egyik sem lépett ki a laborok zárt világából, nem vált kereskedelmi termékké.
Neumann-féle szűk keresztmetszet
Mindenesetre adatvezérelt világunkban kitüntetett jelentőségű a komplex problémák megoldása, a hagyományos számítógépek pedig mind gyakrabban küszködnek a nagyszámú, egymással kölcsönhatásban lévő változókkal. A működés nem hatékony, olyan problémák merülnek fel, mint a Neumann-féle szűk keresztmetszet.
A Neumann Jánosról elnevezett, számítógép-architektúrára kidolgozott modell, a tárolt programú számítógép fogalmává vált Neumann-architektúra szerint a digitális számítógép a következő egységekből áll: regiszterek, vezérlő egység, operatív tároló, háttértár. Az architektúra szűk keresztmetszete (és legfontosabb tulajdonsága), hogy mivel a komputer egyetlen adatsínt használ, az utasításkód kiolvasása és aritmetikai/logikai művelet nem végezhető egyszerre adatművelettel. A szűk keresztmetszet egyes felhasználások esetén erősen korlátozza a rendszer teljesítményét.
Fényalapú technológiák
Szingapúri kutatók újfajta kollektív állapotszámítással oldanák meg, a szűk keresztmetszet kérdését, és az optimalizálási problémákat a mágnesességhez hasonlóan rendeznék. Képzeljük el, hogy gráfként jelenítünk meg egy problémát, ahol a csomópontokat élek kötik össze. Mindegyik csomópont két állapottal rendelkezik: a lehetséges megoldásokat jelentő +1-gyel és –1-gyel. A cél a rendszer teljes energiáját minimalizáló konfiguráció megtalálása.
A kutatók a hagyományos számítógépek teljesítményét felülmúló fizikai rendszereket vizsgálva jutottak el ígéretes megközelítésig, fényalapú technikák alkalmazásáig. Az információt olyan tulajdonságokba kódolják, mint a polarizációs állapot, a fázis vagy az amplitúdó. Egyes hatások, például az interferencia és az optikai visszacsatolás kihasználásával, ezek a rendszerek gyorsan megtalálják a korrekt megoldást.
A kihívások kezelése újfajta optikai számítógépes architektúrához vezethet. Az új architektúrával hagyományos komputerekkel megoldhatatlan problémák abszolválhatók.
(Képek: Journal of Optical Microsystems, Unsplash)
