Strävan efter att utveckla allt snabbare och kraftfullare datorer har lett till att en av de mest rudimentära metoderna att räkna har fått en make-over på 2000-talet.

Ett internationellt team av forskare, inklusive professor C. David Wright från University of Exeter, har utvecklat en optisk 'kulram' i nanoskala - som använder ljussignaler för att utföra aritmetiska beräkningar.

Den innovativa enheten fungerar genom att räkna ljuspulser - ungefär på samma sätt som pärlor används för att räkna när man använder en konventionell kulram - innan data lagras.

Denna banbrytande nya teknik kan bana väg för nya, kraftfullare datorer som kombinerar dator- och lagringsfunktioner i ett element - en övergång från konventionella datorer som behandlar dessa två funktioner som separata.

Studien är publicerad i en ledande vetenskaplig tidskrift, Naturkommunikation .

Prof. C David Wright, en expert inom elektronikteknik och medförfattare till studien sa:"Denna enhet kan utföra alla de grundläggande funktionerna du skulle associera med den traditionella kulramen - tillägg, subtraktion, multiplikation och division - vad mer det kan göra detta med picosekund (en tusendels miljarddels sekund) ljuspulser".

Huvudförfattare till studien, Professor Wolfram Pernice från Institutet för fysik vid Münster University i Tyskland tillade:"I artikeln beskriver vi för första gången förverkligandet av en kulram som fungerar på ett rent optiskt sätt. Snarare än träpärlor som finns på traditionella kulramar, vår innovativa enhet beräknar med ljuspulser - och lagrar samtidigt resultatet."

Teamets optiska kulram, som är så liten att den i princip är osynlig för blotta ögat, är installerat på ett fotoniskt mikrochip som enkelt kan tillverkas.

Än så länge, forskarna har lyckats beräkna med tvåsiffriga tal med två fotoniska fasförändringsceller, men utvidgningen till stora flersiffriga nummer innebär helt enkelt användningen av fler celler.

"Datorer med ljus - och inte med elektroner, som är fallet med traditionella datorer - innebär att vi kan utveckla mycket snabbare system som kan anslutas med hjälp av integrerade optiska vågledare." tillägger medförfattaren Prof. Harish Bhaskaran från University of Oxford.