Et s’il n’y avait aucun décalage dans tout ce que vous avez cliqué sur votre PC, ordinateur portable, téléphone ou votre smartwatch ? Une latence si faible que le cerveau humain ne le remarque même pas. Ce serait le flux d’informations et le traitement à la vitesse de la lumière permis par un ordinateur optique basé sur la technologie photonique à portée de main.
Le système que vous utilisez actuellement fonctionne sur des signaux électriques pour effectuer des calculs ; l’informatique optique utilise la lumière. Cela le rend plus rapide, plus efficace et plus compact. Pourrait-il être la prochaine grande chose pour les VC DeepTech ? 8X Ventures a mené des recherches pour consolider l’évolution de l’informatique matérielle et sa direction. Découvrons-le à travers le prisme de l’histoire de l’informatique.
Le premier ordinateur électronique
L’Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC) a été le premier ordinateur électronique, et il était composé de tubes à vide, développés pendant la Seconde Guerre mondiale dans les années 1940. Cela pourrait ressembler à un risque immobilier si je vous disais quelle était sa taille. C’était approximativement la taille d’une pièce, mesurant 8 pieds de haut, 3 pieds de profondeur et 100 pieds de long. N’écoutez pas les gens se plaindre de l’ergonomie d’une smartwatch au poignet. Ce que nous avons accompli au cours de ces 80 années n’est rien de moins que de la magie.
Même s’il s’agissait de notre premier ordinateur électronique et que sa première tâche consistait à construire une bombe à hydrogène, il était toujours très inefficace, lent et prenait beaucoup de place, n’est-ce pas ? Par conséquent, dans les décennies à venir, nous avions besoin d’une technologie capable de surmonter ces limitations. Et c’est alors que les ordinateurs électroniques basés sur la technologie des transistors ont vu le jour. Parlons d’eux. Avant de faire cela, si vous êtes un passionné d’histoire ou de technologie ou les deux, vous pouvez trouver une partie de cette machine géante exposée à la Smithsonian Institution à Washington, DC
L’âge du calcul binaire
Les transistors, généralement en silicium, permettent la logique des systèmes informatiques actuels. Des millions de transistors microscopiques sur une puce manipulent le courant électrique et permettent ainsi le système binaire de 0 et 1, le langage compris par nos ordinateurs. L’ENIAC était définitivement un oiseau étrange et s’appuyait sur un système décimal à 10 chiffres. C’est l’invention des transistors qui a changé la donne.
Par rapport à ENIAC, les transistors sont très compacts, rapides et efficaces. Ils détiennent l’épine dorsale de notre économie numérique, les centres de données. Mais selon, un rapport de l’Agence internationale de l’énergie (AIE) suggère que les centres de données et les réseaux de transmission de données représentent chacun 1 à 1,5 % de la consommation mondiale d’électricité. Toute l’infrastructure Internet ? Portez-le à 10 %.
La plupart des centres de données utilisent presque autant d’énergie non informatique (refroidissement et consommation d’énergie) que pour alimenter leurs serveurs. Même s’ils sont exponentiellement meilleurs que les processeurs à tube à vide et s’améliorent continuellement, le graphique de cette technologie est sur le point de saturer. La loi de Moore n’est pas morte mais en décomposition.
À un moment donné, les transistors d’une puce atteindront la taille d’atomes individuels et il ne sera plus possible de continuer à les réduire et à augmenter leur densité. La mise à l’échelle serait presque impossible, la consommation d’énergie augmenterait et ils ne seraient pas aussi abordables. Nous ne pourrons pas installer plus de transistors en silicium sur une puce comme nous l’avons fait au cours des dernières décennies.
On fait quoi alors? Nous recherchons des technologies émergentes, telles que l’informatique quantique, les puces neuromorphiques, la photonique et les nouveaux matériaux. Les progrès de l’informatique optique en font le prochain meilleur concurrent pour révolutionner à nouveau l’informatique matérielle. Découvrons comment ?
Informatique optique : La puissance de Dieu
Un ordinateur typique est le résultat de trois choses qu’il fait très bien : calculer + communiquer + stocker. Dans la configuration électronique, ces processus sont exécutés lorsque le courant est manipulé à l’aide de transistors, de condensateurs, de résistances et d’autres composants. En informatique photonique, la lumière est manipulée à l’aide de photodétecteurs, de modulateurs de phase, de guides d’ondes, etc. Ce sont les éléments constitutifs des ordinateurs électroniques et de l’informatique optique, respectivement.
Contrairement à l’informatique électronique, qui fonctionne sur la manipulation d’électrons, l’informatique photonique s’appuie sur les propriétés des photons. Cette technologie est basée sur l’idée que la lumière peut être utilisée pour exécuter bon nombre des mêmes fonctions qu’un courant électrique dans un ordinateur, comme effectuer des calculs, stocker et récupérer des données et communiquer avec d’autres appareils.
Alors, en quoi est-ce mieux s’il a les mêmes fonctions et fonctionne sur le langage binaire ?
Bande passante plus élevée :
Les propriétés ondulatoires de la lumière permettent des capacités de calcul parallèle qui permettent au calcul optique de regrouper plus d’informations et donc de voir une bande passante plus élevée. Cela rend les ordinateurs optiques encore plus compacts et traite des données beaucoup plus complexes.
Très efficace:
La lumière est également moins sujette aux pertes de transmission que le courant électrique et ne génère donc pas le même niveau de chaleur que l’informatique électrique. Cela signifie qu’il rend l’informatique optique très économe en énergie. De plus, il n’est pas nécessaire de s’inquiéter des courts-circuits électriques car ils sont immunisés contre les interférences électromagnétiques.
Traitement plus rapide
Même dans des conditions parfaites, la vitesse du courant électrique est de 50 à 95 % de la vitesse de la lumière. Et cela rend les ordinateurs optiques plus rapides que les ordinateurs courants.
À quelle distance sommes-nous?
L’image que vous voyez en haut de cet article représente la destination finale d’un ordinateur optique : une dalle de cristal sans écran mais une projection holographique dans l’air pour l’entrée et la sortie. Il faudra des décennies pour y arriver, et c’est un coup de lune pour l’instant.
Mais des applications déjà réalisables sont observées dans l’informatique et les centres de données de pointe. Cela signifie qu’avec des capacités informatiques de pointe, un appareil IoT compatible 5G dans un magasin de détail pourrait calculer et stocker une partie de ses données générées sur-le-champ au lieu de transférer toutes les données brutes vers un centre de données éloigné. Résultat : faible latence, faibles pertes de transmission.
Lightspeed Photonics, une start-up de haute technologie à Singapour, construit des interconnexions optiques de nouvelle génération qui envoient des données dans les puces directement via des lasers (pas de câbles !) et intègrent des puces informatiques pour le traitement des données à large bande passante à faible puissance. Il s’agit d’un exemple plus réalisable d’informatique optique par rapport au plein potentiel de l’informatique optique.
Conclusion
L’informatique optique ne remplacera pas complètement l’informatique électronique au cours des prochaines décennies, mais son intégration l’augmentera fortement, supprimant ainsi les obstacles auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui. Les progrès de cette intégration permettent aux investisseurs de DeepTech de parier leur argent sur des startups travaillant très tôt à la transformation de l’industrie informatique.
Crédit image en vedette : créé avec DALL·E 2 – OpenAI ; Fourni par l’auteur ; Merci!
Chirag Gupta
Associé directeur, 8X Ventures
Chirag est l’associé directeur de 8X Ventures, une société de capital-risque axée sur les technologies profondes. Il investit et habilite les startups qui mèneront l’innovation de rupture et créeront de la valeur durable. Ses régions cibles sont l’Inde, Singapour et le Royaume-Uni.
