?Beamsplitter? ermöglicht lichtschnelle Computersysteme

Eine von Computeringenieuren der Universität Utah entwickelte Technologie soll den Weg zu Rechnern bahnen, die Daten tausendmal schneller als aktuelle Supercomputer verarbeiten können.

In herkömmlichen Computersystemen werden Daten mittels Elektronen verarbeitet, die ihren Weg durch physische, verdrahtete Leitungen beschreiten. Größe und Durchsatzleistung dieser Leiterbahnen begrenzen die potentielle Geschwindigkeit. Eine Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu steigern, wäre, Photonen statt Elektronen zu verwenden. Die Datenübertragung fände über Lichtimpulse statt.

?Licht ist die schnellste Methode, mit der sich Daten übertragen lassen? sagt Rajesh Menon, Professor für Computertechnik an der Universität Utah. Photonen könnten durch Glasfaserkabel Datenströme in Lichtgeschwindigkeit anliefern. Doch sobald dieser Datenstrom an einem Router oder Computer anlangt, müssen die Photonen in Elektronen umgewandelt werden, ehe ein Prozessor diese Daten verarbeiten kann.

Der Flaschenhals könnte eliminiert werden, wenn der Datenstrom auch als Licht innerhalb eines Prozessors verbleiben könnte. ?Durch diese Umwandlung wird alles verlangsamt,? sagt Menon. ?Ist alles Licht, können Rechenarbeiten eventuell millionenfach schneller ablaufen?.

Menon und sein Team an der Universität Utah haben nun einen sogenannten ?Ultrakompakten Beamsplitter? entwickelt. Dieser trennt Licht in einzelne Strahlen auf, die bis zu 50 mal dünner als die Breite eines menschlichen Haares sind.

Bisherige Beamsplitter hatten eine Größe von etwa 100×100 Micron. Den Forschern der Universität Utah ist es dagegen gelungen, eine ultrakompakte Variante zu produzieren, die gerade einmal 2,4×2,4 Micron misst. Durch die Größenreduzierung könnten Millionen dieser Elemente auf einem einzigen Chip untergebracht werden.

Die Vorteile dieser Technologie beschränken nicht nur auf Rechengeschwindigkeit. Da sich die Herstellung auf bereits existierende Methoden stützt, fielen bei der Produktion keine zusätzlichen Kosten an. Auch sollte diese Methode weniger Energie verbrauchen, wovon insbesondere Mobilgeräte wie Smartphones oder Tablets profitieren dürften.

Supercomputer, die sich auf Photonik stützen, sind bereits bei Intel oder IBM in der Entwicklung. Diese stützen sich allerdings auf hybride Prozessoren, die zum Teil noch auf Elektronik setzen. Menon glaubt, dass sein Beamsplitter bereits in drei Jahren in diesen Systemen zum Einsatz kommen könnte. Auch Datencenter, die eine schnelle Verbindung zwischen Computern benötigen, dürften seiner Ansicht nach diese Technologie bald implementieren.

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