Computação Fotônica: Tecnologia Baseada em Luz Substituindo Transistores Tradicionais

Computação fotônica ou óptica é um sistema inovador de uso de dispositivos computacionais. Computadores fotônicos usam luz infravermelha ou fótons em vez de corrente elétrica. Como muitos países enfrentam crises de energia, usar luz como fonte de energia para computação digital é grande conquista.

Computação Fotônica

Computação fotônica, ou óptica, é tipo avançado onde fótons são usados via lasers ou diodos para computação. Luz forma bases de portas lógicas em vez de transistores elétricos. Fótons atuam como portadores de informação usando instrumentos ópticos lineares (placas de onda, espelhos recíprocos ópticos) principalmente para processar informação quântica. Usam memórias quânticas e detectores de fótons para detectar/armazenar informação quântica.

Visão Histórica

Era da tecnologia visa tornar tarefas mais fáceis. Tempo encurtou; tarefas e projetos precisam ser completados dentro de prazos para atender negócios e operações. Computações tornaram coisas mais fáceis: cálculos, projeções, transmissão de informação, comunicação a um clique de distância.

Transmissão de dados entre locais sempre foi problema.

Historicamente: telefone de Alexander Graham Bell (1876), rádio (1895), transistores nos Bell Labs (1947), comunicação por satélite, transmissão sem fio e cabeada.

Necessidade de Computação Fotônica/Óptica

Transmissão por conexões cabeadas mais rápida em alguns casos para necessidades comerciais e domésticas. Transistores permitem processar/emitir dados com boa velocidade, mas sempre há perda de energia e tempo. Daí a necessidade de meio mais rápido para transmissão.

Vantagens da Computação Fotônica/Óptica

• Velocidade extremamente superior
• Nenhum risco de curto-circuito
• Maior densidade
• Sem problemas de aquecimento
• Durável e longa vida
• Perda de energia mínima ou nula
• Largura de banda maior
• Processamento de dados mais fácil devido à velocidade
• Maior densidade de armazenamento
• Menor perda de transmissão

Desvantagens da Computação Fotônica/Óptica

• Produção cara
• Hardware volumoso e frágil
• Cristais fotônicos desafiadores na produção
• Computação mais rápida mas complexa

Embora haja contratempos, é possível que no futuro próximo a computação óptica conquiste seu espaço e opere em todos os estágios, superando problemas dos transistores como superaquecimento e tamanho.

Porém, este estágio ainda não foi alcançado devido a questões de fabricação e investimentos em computação de ponta. Mas como tecnologias são necessidades comerciais e domésticas para transmissão e processamento de dados.

Avanços

Empresas como MIT Lightmatter e Lightelligence, Optalysys, Luminous trabalham em chips fotônicos, muito mais rápidos que chips atuais. Lightmatter afirma que seu chip Envise é 5x mais rápido que chips Nvidia, usados no centro mais potente do mundo, famoso por maior eficiência energética.

Chip mais eficiente, ajudará em todos campos: veículos autônomos com IA, farmacêuticas, fábricas com processamento automático e manufatura robótica. Todos precisam transmissão de dados mais rápida e precisa para execução adequada. Maior precisão e velocidade na entrega de informação trará maior funcionalidade e produtividade; computação óptica é ferramenta maravilhosa para isso.