حوسبة ضوئية

تتمثل اللبنة البنيوية الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الإلكترونية الحديثة في الترانزستور(المقحل). ولاستبدال المكونات الإلكترونية بأخرى ضوئية، يتطلب الأمر وجود «ترانزستور ضوئي» مكافئ. ويتحقق ذلك عن طريق استخدام مواد ذات قرينة انكسار غير خطية. وعلى وجه التحديد، توجد المواد[3] حيثما تؤثر شدة الضوء القادم على شدة الضوء المنقول عبر المادة بطريقة مشابهة لاستجابة الجهد الكهربائي للترانزستور الإلكتروني. ويمكن استخدام مثل هذا «الترانزستور الضوئي»[4][5] لإنشاء بوابات منطقية،[5] والتي بدورها يتم تجميعها في مكوناتٍ ذات مستوى أعلى من وحدة المعالجة المركزية (CPU) الخاصة بالكمبيوتر. وستكون تلك عبارة عن بلورات غير خطية يتم استخدامها لمعالجة الحزم الضوئية في السيطرة على أخرى.

من المزايا المزعومة للبصريات هو أنها يمكن أن تخفض من استهلاك الطاقة، ولكن نظام الاتصال البصري يستخدم عادةً طاقة عبر المسافات القصيرة تكون أكبر من النظام الإلكتروني. وهذا بسبب أن الضوضاء الطلقية لقنوات الاتصال البصرية تكون أكبر من الضوضاء الحرارية للقناة الكهربائية التي تعني، من خلال نظرية المعلومات، أن هناك حاجة للمزيد من طاقة الإشارة لتحقيق نفس الطاقة الاستيعابية من البيانات. ومع ذلك، فإن الخسارة في الخطوط الكهربائية، عبر المسافات الأكثر طولاً وبمعدلات بيانات أكثر كِبرًا، تكون كبيرةً بشكلٍ كافٍ لدرجة أن الاتصالات البصرية ستستخدم مقدارًا من الطاقة أقل نسبيًا. ومع ارتفاع معدلات بيانات الاتصالات، تصبح هذه المسافة أطول، ولذلك فإن احتمال استخدام البصريات في نظم الحوسبة يصبح أكثر من الناحية العملية.^{[بحاجة لمصدر]}

وهناك تحد مهم تجاه الحوسبة الضوئية وهو أن الحساب عبارة عن عملية لا خطية، والتي ينبغي فيها تفاعل الإشارات المتعددة لأداء العمليات الحسابية. ويمكن للضوء وحده، والذي يُعد موجة كهرومغناطيسية، أن يتفاعل فقط مع موجات كهرومغناطيسية أخرى في وجود إلكترونات في المواد، وتُعتبَر قوة هذا التفاعل أكثر ضَعفًا بالنسبة للموجات الكهرومغناطيسية مثل الضوء من الإشارات الإلكترونية في الكمبيوتر التقليدي. وهذا ينتج عنه عناصر المعالجة للكمبيوتر الضوئي، وهو ما يتطلب طاقة أكبر وأبعاد أوسع من تلك المتعلقة بالكمبيوتر الإلكتروني التقليدي الذي يستخدم الترانزستور.^{[بحاجة لمصدر]}

• خط زمني للحوسبة الكمومية

• بوابة الفيزياء
• بوابة تقنية المعلومات
• بوابة علم الحاسوب