Современные компьютеры и интернет могут ли они работать со скоростью света

В то время как в некоторых случаях существует довольно большой контраст показателей преломления, например, между стеклом или полупроводником и воздухом, в других случаях возникают гораздо более низкие контрасты показателей преломления. Некоторые из особенно замечательных свойств фотонных кристаллов, например полные фотонные запрещенные зоны, возникают в основном в случаях с большим контрастом преломления, и поэтому некоторые авторы предлагают требовать большого контраста преломления для фотонных кристаллов.[9]Фотонные кристаллы должны найти широкое применение в фотонных интегральных технологиях, которые в перспективе заменят электрические интегральные схемы в компьютерах. При передаче информации с использованием фотонов вместо электронов резко сократится энергопотребление, увеличатся тактовые частоты и скорость передачи информации.[10]Фотонная интегральная схема (ФИС) содержит множество оптически связанных между собой компонентов, изготовленных на одной подложке и совместно выполняющих разнообразные функции обработки оптических сигналов (обычно в видимом или ближнем инфракрасном диапазонах длин волн).Технология производства ФИС похожа на технологию, используемую при производстве обычных интегральных схем — для разметки подложки используется фотолитография. Компоненты, которые могут присутствовать на ФИС, включают волноводные межсоединения, делители мощности, оптические усилители, оптические модуляторы, фильтры, лазеры и детекторы. На сегодняшний день оптические интегральные схемы имеют самое широкое применение.[11]Ярким примером фотонного кристалла является встречающийся в природе драгоценный камень опал. Его опалесценция, по сути, представляет собой явление фотонного кристалла, основанное на брэгговской дифракции света на плоскостях решетки кристалла. Другой известный фотонный кристалл находится на крыльях некоторых бабочек, таких как голубая морфо (Morphogranadensis).[12]Фотонная запрещенная зонаТермин фотонные кристаллы относится к периодическим структурам, в которых формируются разрешенные и запрещенные фотонные зоны. В области запрещенной фотонной зоны прохождение света затруднено в связи с аномально высоким отражением от поверхности образца. Это дает возможность использовать фотонные кристаллы в качестве высокоэффективных фильтров излучения, высокодобротных резонаторов, селективных зеркал и нелинейных оптических элементов. [13]Появление запрещенных зон объясняется тем, что при определенных условиях напряженность электрического поля стоячих волн фотонного кристалла с частотами, близкими к частоте запрещенной зоны, смещается в разные области фотонного кристалла. Таким образом, интенсивность поля низкочастотных волн сосредоточена в областях с большим показателем преломления, а интенсивность поля высокочастотных волн сосредоточена в областях с меньшим показателем преломления. Еще одно описание природы запрещенных зон в фотонных кристаллах: «фотонными кристаллами принято называть среды, в которых диэлектрическая проницаемость периодически изменяется в пространстве с периодом, допускающим брэгговскую дифракцию света». Если внутри такого фотонного кристалла генерировалось излучение с запрещенной частотой, то оно не может в нем распространяться, а если такое излучение посылается извне, то оно просто отражается от фотонного кристалла. Одномерные фотонные кристаллы позволяют получить ширину запрещенной зоны и фильтрующие свойства для излучения, распространяющегося в одном направлении, перпендикулярном слоям материалов. Двумерные фотонные кристаллы могут иметь запрещенные зоны для излучения, распространяющегося в одном, двух направлениях и во всех направлениях данного фотонного кристалла, лежащих в плоскости. Трехмерные фотонные кристаллы могут иметь запрещенные зоны как в одном, так и в нескольких или во всех направлениях. Запретные зоны существуют для всех направлений в фотонном кристалле при большой разнице показателей преломления материалов, из которых состоит фотонный кристалл, определенных формах областей с разными показателями преломления и определенной симметрии кристалла.[14]ЗАКЛЮЧЕНИЕВ ходе выполнения работы были достигнуты все цели и задачи, поставленные в начале исследования.В ходе работы была получена и проанализирована информация о том какой путь был совершен от первых ЭВМ до современных компьютеров. Исследование в основном была направлено на то, чтобы изучить вопрос того могут ли компьютеры работать быстрее чем сейчас и ответ на этот вопрос положительный, но есть ряд сложностей и трудностей, который связан не только с материальной частью компьютера, но и с её технической реализаций, так как есть своего рода некие ограничения.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Opticalcomputer (photoniccomputer) [Электронныйресурс] URL: https://www.techtarget.com/whatis/definition/optical-computer-photonic-computer (Датаобращения: 13.04.2022)2. Что такое оптический компьютер и заменит ли он обычные устройства? [Электронный ресурс]URL:https://news.itmo.ru/ru/news/9924/#link1 (Дата обращения: 13.04.2022)3. ЭВМ. Понятие. Основные характеристики и архитектура. История создания вычислительных машин. Поколения ЭВМ. Области применения и классификация ЭФМ [Электронный ресурс]URL: https://skarlupka.ru/articles.php?id=43. (Дата обращения: 13.04.2022)4. Transistor [Электронный ресурс]URL:https://www.britannica.com/technology/transistor. (Датаобращения 13.04.2022)5. No more transistors: The end of Moore’s law [Электронныйресурс]URL:https://interestingengineering.com/transistors-moores-law. (Дата обращения 14.04.2022)6. 60 лет назад была вручена Нобелевская премия за изобретение транзистора[Электронный ресурс]URL:http://radon.org.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=6682&catid=37&Itemid=59#:~:text=Трехэлектродный%20полупроводниковый%20усилитель%20электрических%20сигналов%2C,и%20Уильям%20Шокли%20(William%20Shockley). (Дата обращения 14.04.2022)7. Интегральная микросхема [Электронный ресурс] URL: https://www.britannica.com/technology/integrated-circuit (Дата обращения 14.04.2022.)8.5 фактов об изобретении интегральной микросхемы [Электронный ресурс]URL:https://www.popmech.ru/history/14697-5-faktov-ob-izobretenii-integralnoy-mikroskhemy/ (Дата обращения 14.04.2022)9. PhotonicCrystals [Электронный ресурс]URL:https://www.rp-photonics.com/photonic_crystals.html (Дата обращения 15.04.2022).10. Электрохимия фотонных кристаллов [Электронный ресурс]URL:https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434392/Elektrokhimiya_fotonnykh_kristallov (Дата обращения 15.04.2022)11. Фотонная интегральная схема [Электронный ресурс]URL:https://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Фотонная_интегральная_схема_(ФИС) (Дата обращения 15.04.2022)12. Photoniccrystals [Электронный ресурс]URL:https://www.quantiki.org/wiki/photonic-crystals-0#:~:text=A%20prominent%20example%20of%20a,on%20the%20crystal%27s%20lattice%20planes. (Дата обращения 15.04.2022)13. Горелик В.С., Вощинский Е.А., Злобина Л.И. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ФОТОННЫХ КРИСТАЛЛОВ, ЗАПОЛНЕННЫХ КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ ДИЭЛЕКТРИКОВ И МЕТАЛЛОВ // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественныенауки”. - 2012. - С. 13.14. T.F. Krauss, R.M. De La Rue “Photonic Crystals in the Optical Regime – Past, Present and Future” // Progress in Quantum Electronics, 23 (1999) 51.16. Микросхемы: кремниевое сердце электроники [Электронный ресурс]URL: https://postnauka.ru/faq/154730. (Дата обращения 15.04.2022)17. Интегральная схема для «чайников». Преодоление предела умножения транзисторов по Муру [Электронный ресурс] URL: http://micro-tech.ru/stati/nanoelektronika-populjarno.html. (Датаобращения 15.04.2022)18. The evolution of CPU: The future of processors in the next 10 years [Электронныйресурс]URL: https://www.fluxmagazine.com/evolution-of-cpu-future-of-processors/ (Датаобращения 15.04.2022)19. 10 лучших процессоров для игр в 2021 году от AMDи IntelCore[Электронный ресурс]URL:https://its-city.ru/cifrovaya-tehnika/chto-luchshe-amd-ili-intel.html. (Дата обращения 15.04.2022)20. Российские процессоры «Эльбрус» и «Байкал» [Электронный ресурс]URL:https://pererepost.livejournal.com/119911.html (Дата обращения 16.04.2022)