Einen Computer, der mit Licht statt herkömmlicher Elektrizität arbeitet, haben Forscher der Universität von Rochester entwickelt. Der Computer ist bereits in der Lage, eine Datenbank zu durchsuchen und damit der leistungsfähigste seiner Art. Darüber berichtet das Forscherteam auf der CLEO/QELS Laser- und Optikkonferenz in Baltimore.
Der Computer besteht im Gegensatz zu herkömmlichen Rechnern nur aus optischen Bauteilen wie Lasern, Spiegeln und sogenannten Modulatoren. Die Datenbankinformationen sind in einem Lichtstrahl in Form von verschiedenen Farben codiert. Zum Auslesen der Informationen wird der Strahl in zwei Teile aufgeteilt. Einer der beiden Teilstrahlen wird durch einen optisch-akustischen Modulator geschickt, der bestimmten Farbkomponenten eine Phasenverschiebung erteilt. Dadurch kann der gewünschte Datensatz selektiert werden. Nach dem Modulator werden die beiden Strahlen wieder vereinigt und interferieren miteinander. Nur die Farbkomponente mit der Phasenverschiebung erreicht den Detektor und wird damit ausgelesen.
Computer dieser Art machen sich eine besondere Eigenschaft von Wellen zu Nutze ? ihre Fähigkeit zur Interferenz. Zwei Lichtwellen gleicher Frequenz können sich gegenseitig verstärken oder verringern, je nachdem, wie die Berge und Täler ihrer Wellenzüge relativ zueinander liegen. Trifft ein Berg auf ein Tal, so können sich die Wellen gegenseitig auslöschen, man spricht von destruktiver Interferenz. Genau dies macht sich der Lichtcomputer zu Nutze. Nur die Farbkomponente, welche die Phasenverschiebung erreicht hat, wird bei der Vereinigung mit dem anderen Teilstrahl nicht ausgelöscht.
Herkömmliche Computer arbeiten mit klassischen Elektronen ? sie machen sich den Teilchenaspekt von Elektronen zu nutze. Die zunehmende Verkleinerung von elektronischen Schaltkreisen wird allerdings bald zu einer zunehmenden Bedeutung der Welleneigenschaften von Elektronen führen: zu Quantencomputern. Lichtcomputer sind damit ein Mittelding zwischen diesen beiden Extremen und können wertvolle Hinweise für die Konstruktion von Quantencomputern liefern.
Stefan Maier
