IBM bouwt chip die licht kan doorgeven en vertragen

Nadat wetenschappers er vorige maand in slaagden licht te vertragen in een standaard optische kabel, is men er bij IBM nu in geslaagd een chip te ontwikkelen die hiertoe in staat is. Men is hiermee een stap dichter bij 'photonic memory', waardoor de term 'fotografisch geheugen' een heel nieuwe betekenis krijgt. Gezien de hoge snelheid waarmee het licht reist, zoeken wetenschappers intensief naar manieren om licht in plaats van elektriciteit te kunnen gebruiken in computers. Daar zijn echter ook nadelen aan verbonden. Zo is het opslaan van licht tot op heden een heikel punt en moet het licht efficiënt en snel omgezet kunnen worden naar elektriciteit en vice versa.

In 1999 ontwikkelden Harvard-onderzoekers al een manier om fotonen, elementaire lichtdeeltjes, door koude atomen heen te sturen om ze te vertragen. Dit 'trage licht' kan gebruikt worden om optische gegevensstromen te bufferen. Een andere ontdekking maakt gebruik van een dun kanaaltje, een 'waveguide' genaamd waarbij de fotonen door een materiaal als silicium gestuurd werden. Bij IBM heeft men deze technologieën nu gecombineerd om een chip te ontwikkelen met een dergelijke 'waveguide' en tegelijkertijd het licht te vertragen tot een driehonderdste van zijn oorspronkelijke snelheid, door de waveguide te verhitten.

Opname van de chip met een electronenmicroscoop

Reacties (45)

[Verwijderd]

"Gezien de hoge snelheid waarmee licht reist"

Snelhied van licht zo snel? Stroom gaat toch net zo hard? Ook met de snelhied van licht of gaat dat tegenwoordig niet meer zo..

En hoe moet je dan al die baantjes maken die nu in een processor zitten, ze gaan zeker licht om de hoekjes sturen. Kan vast met een reflector maar hier blijft het dan echt niet bij 1 reflector(tje)

[GambitRS]

Ja, de snelheid van licht is vele malen groter dan die van electriciteit, daarom dat ze ook glasvezel op de oceaanbodem hebben liggen en geen koper

Nu is het nog de vraag of ze een schakelaar kunnen maken gebaseerd op licht. Met alleen maar NAND schakelaars kan bijvoorbeeld elke andere schakelaar worden gemaakt, zodat je dus eigenlijk na het uitvinden van de op licht gebaseerde NAND ook meteen de op licht gebaseerde processor kan gaan ontwerpen/maken/etc.

[DogMatica]

Het is maar wat je onder snelheid van "stoom" veronderstelt, als je over de verplaatsing van de elektronen spreekt gaat het ongelofelijk traag, als je over de verplaatsing van de elektrische potentiaal spreekt gaat dat zo snel als het licht.

De reden waarom men fiber op de oceaanbodem legt heeft niets te maken met wat jij zegt, de reden daarvoor is de veel grotere bandbreedte (veel hogere frequenties bruikbaar), en de veel lagere attenuatie (met koper zou je om de X-aantal km een versterker nodig hebben op de oceaanbodom

[Sphere-]

De snelheid van het licht is wel wat groter dan die van elektriciteit. Beide zijn natuurlijk ook weer afhankelijk van het medium waar ze doorheen gaan. Maar de reden waarom men glasvezel over lange afstanden gebruikt in plaats van koper is niet zozeer omdat het sneller gaat. Het grote voordeel van licht door glasvezel is dat het geen last heeft van storingen en koper wel (denk aan elektromagnetische straling). Ook kan men verschillende kleuren licht gebruiken over 1 glasvezel kabel waardoor het veel efficienter word.

[martijnvanegdom]

De vuistregel is dat elektriciteit zich ongeveer met 2/3 van de lichtsnelheid voortplant.. De reden voor glasvezel is het verschil in spectrum en de mogelijkheid om informatie onder een bepaalde hoek te versturen

[lvh]

Er is een **gigantisch** verschil tussen driftsnelheid (de snelheid waarmee "de stroom" zich voortbeweegt) en de eigenlijke snelheid van het elektron (waar je weinig aan hebt).

[Iddefridde]

licht heeft een snelheid van 3 x 10^8 m/s dat is dus 300.000 km/s (de aarde is 40.000KM omtrek dus reken maar uit das 7.5 keer de aarde in 1 seconden dus das best snel)
en stroom komt nog niet eens aan de helft bij lange na niet.

[TWeaKLeGeND]

Elektronen zijn anders heel erg sloom;-)

[Verwijderd]

Toch maar even laten zien dat ook op Nederlandse bodem aan dit onderzoek wordt gewerkt. Tenslotte wordt een klein deel van onze belastingcenten daaraan besteed.

Kijk maar naar het volgende link van Noorderlicht.

http://noorderlicht.vpro.nl/artikelen/21790056/

Daar staat een experiment beschreven waarin zichtbaar wordt gemaakt hoe licht met een duizendste van de lichtsnelheid door een vergelijkbare structuur gaat.

ps) Op die pagina vind je dus ook linkjes naar filmpjes waarin je daadwerkelijk ziet gebeuren hoe het licht tot stilstand komt.

[satoer]

Interessant, maar is dit niet tegenstrijdig met de relativiteitstheorie van Einstein?
Licht heeft (volgens Einstein) altijd dezelfde snelheid. Dus in theorie zou de "tijd" in de chip voor ons buiten de chip langzamer moeten gaan (en niet de snelheid van het licht langzamer)?

[Phobophile]

Ik heb maar in zeer beperkte mate kaas gegeten van natuurkunde, maar volgens mij gaat het licht al op verschillende snelheden door verschillende materialen. Dat heeft niets met de relativiteitstheorie te maken.

[beefstick]

wat je zegt klopt als een bus...
het is zelfs nog sterker

licht dat al lang onderweg is gaat steeds langzamer vooruit.

[koelpasta]

Dus je wilt zeggen dat lichtsnelheid niet constant is maar afhankelijk van de afstand die het heeft afgelegd??
Pff.. en al die wetenschappers zich maar druk maken .,,.

[Superstoned]

't zou best kunnen dat de parent gelijk heeft, dat de tijd in de chip in zekere zin anders loopt... al heet de relativiteitstheorie niet voor nix zo - het gaat om relatief, ten opzichte van etc. dat maakt het zo moeilijk ;-)

[Mei]

Licht kan inderdaad verschillende snelheden hebben. Je kan Lichtstralen vergelijken met watergolven, aangezien licht zich ook voortplant in golfbewegingen. Watergolven kunnen, vaak afhankelijk van de diepte van het water, zich met verschillende snelheden voortplanten, licht dus ook

De hoogste snelheid van het licht is in vacuüm, dat is volgens mij ook dé lichtsnelheid. In lucht is het bijvoorbeeld een klein stukje langzamer en in glas is het nóg langzamer.

Mede doordat licht massa heeft zullen er tig manieren zijn om het te vertragen.

[blobber]

Mede doordat licht massa heeft zullen er tig manieren zijn om het te vertragen.

Dat klopt niet lichtdeeltjes, fotonen dus, zijn per definitie massaloze deeltjes
Ze kunnen echter wel impuls overdragen op andere deeltjes.

[Mei]

Nu ga je iets te ver voor mij (natuurkundig gezien dus), maar licht zelf heeft wél massa en wel om twee redenen:

1) E=mC^2. Als er geen massa zou zijn, zou licht ook geen energie bevatten en licht bevat wél energie.

2) Lichtstralen kunnen afgebogen worden door de zwaartekracht van hemellichamen.

[blobber]

Nu ga je iets te ver voor mij (natuurkundig gezien dus), maar licht zelf heeft wél massa en wel om twee redenen:
1) E=mC^2. Als er geen massa zou zijn, zou licht ook geen energie bevatten en licht bevat wél energie.

Licht heeft een frequentie en volgens de formule E = h f dus ook energie, licht heeft echter geen massa, sla er maar een goed natuurkundeboek op na

2) Lichtstralen kunnen afgebogen worden door de zwaartekracht van hemellichamen.

Licht wordt afgebogen door de zwaartekracht, volgens de algemene relativiteitstheorie is zwaartekracht niets anders dan vervorming van ruimte-tijd, lichtstralen in een zwaartekrachtsveld bewegen zich rechtlijnig voort in een vervormde ruimte, waardoor het voor ons lijkt dat ze zich niet volgens een rechte lijn bewegen.
Bekijk het maar als iemand die een rondje om de aarde loopt, voor hemzelf beweegt hij zich rechtlijnig voort, terwijl hij voor een buitenstaander een cirkelbeweging maakt

[Mei]

Hmm, ik kan zo nog wel even doorgaan hierover (blijkbaar weet jij er dus meer vanaf dan ik:P), maar ik zal het maandag even aan m'n leraar vragen

[koelpasta]

massa IS energie!!

[koelpasta]

Licht heeft altijd slechts 1 snelheid, de lichtsnelheid.
Echter, de weg die het aflegt door een medium (dus geen vacuum) is nooit recht en dus zal het een langere weg afleggen en er dus 'vertraagd' weer uitkomen ...

[rb78]

Licht heeft (volgens Einstein) altijd dezelfde snelheid.

Einstein heeft hier niets mee te maken..
Het natuurkundig principe dat lichtsnelheid altijd het zelfde is geldt nadrukkelijk alleen in vacuum!!

De lichtsnelheid in water is bijvoorbeeld zo'n 225000 km/s i.p.v. +/- 300000 km/s..

[koelpasta]

licht heeft altijd dezelfde snelheid, het legt alleen een langere afstand af in een medium, dus lijkt het trager te gaan.
Tijd is een gevolg van afstand...

[Verwijderd]

volgens zegt Einstein alleen dat massa (of energie?) zich niet sneller kan voortbewegen dan de "normale" (geen idee hoe dat gedefinieerd is) lichtsnelheid.

[Verwijderd]

E = mc^2

E = Energie
m = Massa
c = Lichtsnelheid

Makkelijker kon je het niet defineren

[blobber]

E = mc^2

E = Energie
m = Massa
c = Lichtsnelheid

Makkelijker kon je het niet defineren

Volgens deze formule heeft licht helemaal geen ernergie omdat licht geen massa heeft, voor licht moet je de formule E= h f gebruiken, met h de constante van planck en f de frequentie

[Verwijderd]

Makkelijker kon je het niet defineren

E=mc² is NIET de defenitie van de lichtsnelheid! Deze vergelijking legt enkel het verband tussen de energie (E), massa van een micro- of macroscopisch deeltje (m) en de lichtsnelheid (c).
Concreet: Deze vergelijking toont aan dat de energie van een deeltje immens groot wordt wanneer het de lichtsnelheid bereikt, bijvoorbeeld een elektron dat versneld wordt in een cyclotron heeft een enorme energie cf. gammastraling.

[Verwijderd]

in de relativiteits theorie is aangenomen dat er een maximale snelheid is en dat is de lichtsnelheid in vacuum (c). en in verschillende materialen zal dat iets lager liggen, maar nog steeds in de buurt van c.

Waar jij het over hebt met dat de tijd langzamer gaat, gaat hier niet op. Het systeem waarin je meet moet dan met een snelheid gaan in de buurt van c, en ik neem aan dat je niet je chip weg wilt schieten met die snelheid
bottomline: wij en de chip gaan evensnel, en dus loopt de tijd even snel.

en nog even ontopic:
deze ontwikkeling is best interessant omdat je nu niet meer je lichtsignaal honderden rondjes hoeft te laten lopen om het een beetje te vertragen, maar nu dus via deze chip.

[Entity_Razer]

mja eigg... als gekoppeld met de relativiteitstheorie zouden de berekeningen juist LANGER moeten duren omdat het licht daar trager gaat dan hier dus de tijd gaat daar trager dan hier. Dus de tijd die die proc zou nodig hebben om een berekening te doen bij de lichtsnelheid Y (zijn native lichtsnelheid zogezegd) is langer dan een berekening bij lichtsnelheid X (onze lichtsnelheid)

nu als ze de lichtsnelheid konden VERHOGEN.... dan zouden we pas binnen zijn

[Verwijderd]

Dat is niet mogelijk Dan ontkracht je ongeveer alle fundimenteele natuurkunde wetten, haha.

[martijnvanegdom]

wacht even..

Het is nog steeds de Relativiteits Theorie..
Nog niet fundamenteel bewezen.. Dus of het niet mogelijk is.. Dat zei men 1000 jaar geleden over harder gaan dan het geluid ook.

[Wim Leers]

door de waveguide te verhitten.

Gaan deze processors dan tóch warmte afgeven?

[FlyEragon]

Als Intel ze maakt hoef je ze niet meer te verhitten

[mithras]

Maar als er dus met "volle" snelheid licht op de chip komt, en er licht vertraagd wordt verzonden, onstaat er toch een ophoping van data?
Moet de inkomende lichtpuls dan onderbroken worden met pauzes die de chip de tijd geven een buffer te legen?
Maar dit is wel een mooie uitvinding. Dan is het probleem met de relatieve snelheid tussen fotonen & elektronen en de daarmee verbonden conversie (welke tijdsvertrragend is) verholpen! Geen snelheidsverlies meer! Nu nog hopen dat dit snel in de producten kan worden gezet

[kid1988]

ik denk wel dat dat het idee is, dan heb je ipv 2000mhz 2000 pauzes, als nou de buffer 10 cycles aan kan, dan is hij 10 keer sneller dan een 2000mhz cpu... tenminste als ik daar zo over na denk.. er zal we iets niet kloppen, want ik heb er geen verstand van.. maar ik vermoed dat het zo zit.

[Chrono Trigger]

Ik vraag me sterk af hoe ze dit willen gaan toepassen in een rekenprocess. En wat voor techniek ze gebruik. Misschien als het efectief werkt hebben we niks meer aan onze "slome" processors van nu het moment.

[NoepZor]

Zijn Jehova getuigen ook nuttig en bij de tijd

"Ik kom u het licht brengen"

[RainofDeath]

En dan andwoord je:

Heb ik al, in mijn pc

[Verwijderd]

Ik aan het plafond....

[VelhaChica]

Volgens mij valt dit allemaal onder de quantummechanica. De quantummechnica gaat sowieso de logische opvolger van de huidige processortechnieken. Maar volgens wat ik uit literatuur heb begrepen hoeven we dat niet voor 2020 te verwachten in commerciële producten. Ik ben ook geen natuurkundespecialist.

[Verwijderd]

volgens mij zal de langzame licht als 0 gelden en snelle als 1.. mja ik weet niet echt wat van deze technologie lol

[Verwijderd]

Ik denk zelf dat de verschillende snelheden van het licht binnen een complexe schakeling (een IC of zelfs en processor) essentieel zal zijn om de boel te laten functioneren.

Ook denk ik dat "fotonica" om het maar zo te noemen zo anders zal zijn dan electronica, dat je weliswaar vergelijkbare dingen zal kunnen gaan doen, maar dat de techniek daarachter heel anders zal zijn.

Nu ben ik geen electrotechneut, maar in veel electrische apparaten zitten componenten die electriciteit opslaan, en deze gedurende het gebruik op een gecontroleerde manier weer afstaan aan het systeem, ik geloof dat dat condensators zijn (correct me if i'm wrong).
Ik acht het niet ondenkbaar dat de chip waar het hierboven om gaat, uiteindeljk op een gelijksoortige wijze gebruikt zal gaan (kunnen) worden in hybride electronische/fotonise apparatuur. Wordt het systeem te warm omdat er teveel fotonen worden aangevoerd, dan knijpt de chip die stroom fotonen af tot het systeem weer een acceptabele temperatuur heeft bereikt.

Maar goed, we zullen wel zien....