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新纳米开关让光子在芯片间“跑得更快”有望应用于量子计算机

点击:16  添加时间:2019-12-03 09:17:00
美国和瑞士研讨人员开发出一种光学开关,让光能在20亿分之一秒内涵 芯片 间移动,这一速度远超其他类似 设备 。研讨人员称,这款紧凑型开关是首个能在足够低电压下运行的开关,因而可被集成到硅 芯片 上,并以极低信号丢失改动光的方向,有望在量子计算机等范畴“大显神通”。研讨在线发表于《科学》杂志网站。   美国国家标准技术研讨院(NIST)的研讨人员称,这项研讨朝着创立使用光而非电来处理信息的计算机迈出重要一步。与依靠 电子 进行通讯比较,依靠光子在计算机内传输数据具有多项优势。首要,光子跑得比 电子 快,而且不会因为加热计算机组件而糟蹋能量,可提升计算机的性能。数十年来,光纤使用光信号来远距离传输信息,但光纤占用空间太大,无法在计算机 芯片 间传输数据。   据物理学家组织网14日报道,在新的光学 设备 中,一束光被限制在一个管状的波导内传播,该波导具有一个出口匝道,一些光可射入距匝道仅几纳米并被刻成磁盘的空腔中。该开关还具有另一个要害组件:悬在硅盘上方几十纳米处的一层金膜。这些纳米金、硅光学、电学和力学组件紧密结合在一起,可引导光进出一个微型通道,改动其速度及跋涉方向。   研讨合作者、NIST兼苏黎世联邦理工学院(ETH)的克里斯蒂安·哈夫纳指出,一些研讨人员此前认为光—电—力学开关不切实际,因为它们“块头”大,操作速度慢且电压要求过高,计算机 芯片 的组件无法承受,但最新研制出的这款开关解决了上述问题。该 设备 的紧凑性设计,保证光信号丢失仅为2.5%,而之前的开关为60%。   研讨人员表示,该 设备 有望在无人驾驶、神经 网络 等多个范畴“大显神通”。此外,新开关改动光信号时耗能很少,因而有望成为量子计算机不可或缺的一部分。   虽然目前科学家只研制出了模型,但其可用于商业范畴。该团队现在正经过缩短硅片和金膜间的距离来使 设备 更小,这将进一步减少信号丢失。
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