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新納米開關讓光子在芯片間“跑得更快”有望應用于量子計算機

點擊:28  添加時間:2019-12-03 09:17:00
美國和瑞士研討人員開發出一種光學開關,讓光能在20億分之一秒內涵 芯片 間移動,這一速度遠超其他類似 設備 。研討人員稱,這款緊湊型開關是首個能在足夠低電壓下運行的開關,因而可被集成到硅 芯片 上,并以極低信號丟失改動光的方向,有望在量子計算機等范疇“大顯神通”。研討在線發表于《科學》雜志網站。   美國國家標準技術研討院(NIST)的研討人員稱,這項研討朝著創立使用光而非電來處理信息的計算機邁出重要一步。與依靠 電子 進行通訊比較,依靠光子在計算機內傳輸數據具有多項優勢。首要,光子跑得比 電子 快,而且不會因為加熱計算機組件而糟蹋能量,可提升計算機的性能。數十年來,光纖使用光信號來遠距離傳輸信息,但光纖占用空間太大,無法在計算機 芯片 間傳輸數據。   據物理學家組織網14日報道,在新的光學 設備 中,一束光被限制在一個管狀的波導內傳播,該波導具有一個出口匝道,一些光可射入距匝道僅幾納米并被刻成磁盤的空腔中。該開關還具有另一個要害組件:懸在硅盤上方幾十納米處的一層金膜。這些納米金、硅光學、電學和力學組件緊密結合在一起,可引導光進出一個微型通道,改動其速度及跋涉方向。   研討合作者、NIST兼蘇黎世聯邦理工學院(ETH)的克里斯蒂安·哈夫納指出,一些研討人員此前認為光—電—力學開關不切實際,因為它們“塊頭”大,操作速度慢且電壓要求過高,計算機 芯片 的組件無法承受,但最新研制出的這款開關解決了上述問題。該 設備 的緊湊性設計,保證光信號丟失僅為2.5%,而之前的開關為60%。   研討人員表示,該 設備 有望在無人駕駛、神經 網絡 等多個范疇“大顯神通”。此外,新開關改動光信號時耗能很少,因而有望成為量子計算機不可或缺的一部分。   雖然目前科學家只研制出了模型,但其可用于商業范疇。該團隊現在正經過縮短硅片和金膜間的距離來使 設備 更小,這將進一步減少信號丟失。
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