قام فريق من الباحثين في شركة Nippon Telegraph and Telephone Corporation بتطوير طريقة لاستخدام الضوء في تشغيل بعض القطع الخاصة بأجهزة الكمبيوتر, حيث وصفوا ما وصلوا اليه في ورقتهم العلمية المنشورة في مجلة Nature photonics.
بدأ العصر الخاص بتطور سرعة المعالجات الخاصة بأجهزة الكمبيوتر مع تقديم AMD معالجًا بسرعة 1 جيجاهرتز في مارس 2000, ثم تفوقت انتل عليها بتقديم 2 غيغاهرتز في أغسطس عام 2001 ثم 3 غيغاهرتز في نوفمبر 2002, وفي 2011 وصلت AMD بالمعالجات الى 4 جيجا هرتز واستغرق الأمر عامين إضافيين لتطلق FX-9590 بتردد 5 جيجاهرتز في عام 2013. ثم انطفأت شعلة التقدم على مر الست سنوات السابقه حيث عرف العلماء أن عصر زيادة سرعة الكمبيوتر من خلال التعديل على تصميم السيليكون قد أوشك على الانتهاء. ولتحقيق السرعات الأعلى, يبحث بعضهم إلى الحوسبة الكمية Quantum Computing كوسيلة لتسريع أجهزة الكمبيوتر. كما يبحث الآخرون عن طرق أخرى, مثل استخدام الضوء لنقل البيانات داخل أجهزة الكمبيوتر بدلاً من الإلكترونات.
يستخدم الضوء حاليا بشكل عام في نقل البيانات لمسافات طويلة. ولا تزال فكرة استخدام الضوء كناقل للبيانات في أغلب القطع الخاصة بأجهزة الكمبيوتر المنزلى بعيدة المنال, يركز المهندسون على استخدام الضوء في القطع التى يبدو أنها ممكنة والإلكترونات كوسيط في كل مكان آخر. على سبيل المثال, سوف تصل إشارة كهربائية إلى محول (E-O) وتحويله إلى ضوء. يتم نقل هذا الضوء ثم يصل لمحول (O-E) الذي يحول الضوء إلى تيار, والذي يمكن معالجته أو إرساله إلى جهاز E-O التالي. ولاستخدام وسيطين مختلفين يجب أن تكون القطع قادرة على التحويل بين الوسيطين بشكل سلس.
تتطلب الجهود السابقة الكثير من الطاقة لتكون مجدية كما كانت عملية التحويل بطيئة للغاية. للتغلب على كلتا المشكلتين, طور الباحثون نوعا جديدا من البلورات الضوئية التي كانت قادرة على نشر الضوء بطريقة سمحت لها باتباع مسار محدد عند الطلب, كما يمكن امتصاصها عند الحاجة لاستخدامها في توليد التيار. وهنا يأتي دور الباحثين في Nippon Telegraph and Telephone Corporation حيث أنهم كانوا قادرين على إنشاء محولات من الوسيط الكهربي إلى الضوئى والعكس. ثم استخدموا الأجهزة التي قاموا ببنائها لإنشاء electro-optical modulator يعمل بسرعة 40 جيجابت في الثانية. كما بنوا مستقبلا ضوئيا photoreceiver يعمل بسرعة 10 جيجابت في الثانية. كل ذلك بإستخدام 42 attojoules فقط لكل بتز بعد ذلك ضم الفريق الجهازين لإنشاء أول ترانزستور O-E-O في العالم. والذي يمكن أن يعمل كمحول بصري كامل all-optical switch, ومحول لطول الموجةwavelength converter ومكرر repeater.
يقترح الباحثون أنه يمكن استخدامه للتواصل بين أنوية المعالج وترك ذاكرة التخزين المؤقت معتمده على السيليكون وذلك للحفاظ على استقرارها.
حتي الآن كان الدور الوحيد الذي استخدمنا فيه الضوء هو نقل البيانات على مسافات كبيرة من 500 متر الى 10 كيلومتر. لكن خفض هذه المسافة الى أحجام تتناسب مع المعاجات بأجهزة الكمبيوتر يمنعنا من التقليل من أهمية هذا البحث حيث يوضح العمل الذي أنجزه الفريق أنه من الممكن بناء أجهزة كهربائية هجينة قادرة على التنافس مع الأجهزة المبنية على السيليكون, وربما في يوم من الأيام, تجاوزها. فكما رأينا فالسرعات الممكن الوصول إليها بإستخدام الضوء أضعاف ما نملكه الأن
