Conclusion : avenir et controverses

+ Vers un mix opto-électronique ?

Actuellement, plusieurs projets sont menés pour intégrer partiellement l’optique dans les processeurs et ordinateurs, profitant avant tout de la vitesse dans la transmission de données. Mais se pose alors le problème de la conversion optique-électrique et vice-versa. La lumière doit ainsi être canalisée et manipulée.

Les ordinateurs d’aujourd’hui utilisent le mouvement des électrons à travers des transistors pour effectuer des opérations logiques. Le processeur optique entend utiliser des photons produits par des diodes ou des lasers à la place des électrons.

Plusieurs projets de recherche ont mis l’accent sur le remplacement des composants actuels des ordinateurs par des équivalents optiques, afin de créer un ordinateur optique capable de gérer des informations binaires. Cette approche semble la meilleure offre à court terme pour l’émergence d’ordinateurs optiques commercialisables, pendant que des composants pourraient être intégrés aux ordinateurs traditionnels pour produire des systèmes hybrides optique/électronique). Cependant, l’optoélectronique perd 30% de son énergie pour convertir des électrons en photons et vice versa. Ceci ralenti également la transmission des messages. Un ordinateur entièrement optique éliminerait ce besoin de conversion entre informations optiques et électroniques. Ceci implique de prendre le prôblème à la base.

Le bloc fondamental de construction des ordinateurs électroniques actuels est le transistor. Pour remplacer les composants électroniques par des composants optiques, il est nécessaire d’utiliser un équivalent optique du transistor électronique.

C’est possible en utilisant des matériaux avec un indice de réfraction non-lineaire. Des matériaux existent au sein desquels l’intensité de la lumière incidente affecte l’intensité de la lumière transmise à travers le matériau, de la même manière que le courant dans un transistor électronique. Un tel transistor optique peut être utilisé pour créer des portes logiques, qui peuvent être assemblées pour créer des composants plus complexes, au sein desquels des cristaux à réfraction non-linéaire sont utilisés pour manipuler et contrôler les rayons lumineux.

+ Limites et controverse

Les chercheurs sont cependant divisés quant aux capacités des processeurs optiques : seront-ils capables de rivaliser avec les processeurs basés sur l’électronique et les semi-conducteurs en termes de vitesse, de consommation d’énergie, de coût ? Les opposants à l’idée que cette technologie puisse être compétitive notent que les systèmes logiques réels requièrent les éléments suivants :
- cascadability : les outputs doivent être de même qualité que les inputs afin d'être en mesure de cré un input pour la porte suivante
- fan-out : un output doit être en mesure de créer au moins deux inputs à l'étape suivante.
- logic level restoration : le signal doit être restaurê â chaque étape.
- input output isolation : les inputs et outputs ne doivent pas se mélanger.
- point critique : les changements d'états doivent être repérés à l'aide d'un point critique, qu'il s'agit de fixer.
- information logique indépendante de la perte de puissance. (Source) Tout ceci est actuellement possible avec des transistors électroniques de maniè rapide et efficiente. Pour que les processeurs optiques soient compétitifs au moins dans quelques applications de niches, d’importants développements sur l’optique non-linéaire doivent encore être réalisés, où alors changer les principes mêmes du calcul informatique.