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Definition

Optische Computer

Mitarbeiter: Leon Guzenda

Ein optischer beziehungsweise photonischer Computer ist ein Gerät, das Photonen im sichtbaren Licht oder in Infrarotlicht (IR) anstelle von elektrischen Impulsen nutzt, um seine (digitalen) Aufgaben zu erfüllen. Elektrischer Strom bewegt sich nur mit einem Zehntel der Geschwindigkeit des Lichts. Das beschränkt die Übertragungsraten über große Entfernungen. Diese physikalische Begrenzung war auch einer der wichtigsten Gründe für die Entwicklung der Glasfasertechnik. Ein Teil der Vorteile von Glasfaserverbindungen kann möglicherweise auch bei Computer genutzt werden, die dann möglicherweise bis zu zehnmal schneller sind als herkömmliche Geräte auf Basis von elektrischem Strom.

Sichtbare Licht- und Infrarotstrahlen können zum Beispiel aufeinandertreffen, ohne dass es dabei zu Störungen kommt. Bei elektrischen Strömen ist das anders. So können sich Laserstrahlen überschneiden, ohne das es dabei zu Interferenzen zwischen den einzelnen Strahlen kommt. Das ist sogar dann der Fall, wenn sie nur in einem zweidimensionalen Feld übertragen werden. Elektrische Ströme müssen dagegen umeinander herumgeführt werden, so dass für sie eine dreidimensionale Verkabelung benötigt wird. Das führt dazu, dass ein optischer Computer nicht nur viel schneller als ein elektrischer wäre, sondern auch möglicherweise einiges kleiner.

Manche Ingenieure gehen bereits davon aus, dass optische Rechner irgendwann zu unserem Alltag gehören werden. Die meisten sind aber der Ansicht, dass der Übergang zu der neuen Technik erst in speziellen Bereichen und Schritt für Schritt erfolgen wird. Erste optische Schaltungen wurden schon entworfen und hergestellt. Es wurde sogar schon ein erster Computer entwickelt, der auf optischen Schaltungen beruht, aber noch sehr groß ist. Dreidimensionale, hoch aufgelöste Videodateien können über Glasfaserkabel übertragen werden, indem ihre Daten in einzelne Voxel aufgeteilt werden. Manche optischen Geräte lassen sich zudem mit elektrischen Impulsen steuern. Die Impulse, die dann die Daten übertragen, bestehen dabei entweder aus sichtbarem Licht oder aus Infrarotstrahlen.

Optische Technik hat bislang den größten Einfluss in der digitalen Kommunikation. Glasfaserverbindungen sind bereits weit verbreitet. Das Fernziel ist jedoch ein komplettes so genanntes optisches Netzwerk, das zwischen der Quelle und dem Empfänger ausschließlich sichtbares Licht und Infrarotstrahlen verwendet. Optische Technik wird bereits seit geraumer Zeit auch zum Beispiel in CD- und DVD-Laufwerken, Laserdruckern, Fotokopierern und Scannern genutzt. Keines dieser Produkte ist jedoch vollständig optisch. Alle basieren zumindest zu Teilen auf elektrischen Schaltungen und Komponenten.

Diese Definition wurde zuletzt im April 2019 aktualisiert

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