Выпускники Детского технопарка «Альтаир» РТУ МИРЭА, Тимофей Горлов, ученик 11 класса школы № 1238, и Владислав Лангас, ученик 11 класса школы № 41, разработали вычислительный блок на лазерах. Прототип одноразрядного сумматора использует принципы геометрической оптики и волновой физики для выполнения операций. Проект предлагает альтернативный подход к вычислениям, который может найти применение в криптографии, высокопроизводительных расчетах и защищенных каналах связи. Об этом CNews сообщили представители РТУ МИРЭА.
Классические компьютеры сталкиваются с ограничениями по скорости и энергопотреблению: чем сложнее задачи, тем больше энергии нужно и тем труднее их решать. Альтернативой могут стать фотонные вычислительные устройства, где вместо электрических сигналов используются лазерные лучи. Идея создания такого блока на лазерах зародилась у Тимофея еще в 9 классе, когда он изучал «Фейнмановские лекции по физике» и увлекся оптикой. В технопарке он нашел единомышленника Владислава, и под руководством опытных наставников ребята приступили к реализации замысла.
Разработанный школьниками вычислительный блок относится к классу аналоговых вычислительных машин. В отличие от цифровых компьютеров, которые оперируют нулями и единицами, аналоговая машина работает с непрерывными физическими величинами — интенсивностью светового потока, углом отражения лазерного луча. Это позволяет выполнять некоторые операции быстрее и с меньшими затратами энергии. В качестве прототипа ребята выбрали полусумматор — устройство, которое складывает два бита информации и выдает результат в двоичном коде, чтобы систему можно было интегрировать с существующими цифровыми компьютерами.
Особенно перспективно применение этой технологии в криптографии. Используя набор зеркал и поляризаторов, можно создавать уникальные траектории лазерного луча, которые зависят от входных данных. Это формирует естественную основу для защищенных каналов передачи информации, которую невозможно перехватить или подделать.
Одним из наставников ребят стал преподаватель Детского технопарка «Альтаир» Эдвард Ратушный. Он отмечает, что такая работа — пример того, как школьная увлеченность может перерасти в серьезный инженерный проект: «Тимофей и Владислав погрузились в физику оптических процессов, освоили 3D-печать, программирование микроконтроллеров и схемотехнику. Главное, что они показали: фотонные вычисления — это реальность, которую можно создавать уже сегодня. И делать это можно прямо со школьной скамьи, имея доступ к современной лабораторной базе и поддержку наставников», – сказал Эдвард Ратушный, сотрудник лаборатории радиотехнических и радиоэлектронных средств Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА.
Высокую оценку проекту дал и ректор университета. Станислав Кудж подчеркнул значимость подобных разработок для подготовки будущих инженерных кадров: «Проект Тимофея и Владислава — пример того, как Детский технопарк «Альтаир» помогает школьникам заниматься реальной наукой и инженерией на оборудовании, которое соответствует уровню современных исследовательских центров. Созданный ими вычислительный блок на лазерах — это полноценная разработка с потенциалом внедрения в области криптографии и высокопроизводительных расчетов. Такие проекты доказывают, что инновации рождаются там, где талант встречается с возможностями».
Тимофей и Владислав продолжают работать над проектом в РТУ МИРЭА на кафедре оптико-электронных приборов и систем под руководством доцента, кандидата технических наук Владимира Кузнецова. В планах — создание прототипа опто-лазерного процессора и интеграция с архитектурой RISC-V.
Поделиться
