http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 06:23:22 來源:中國自動化學會專家谘詢工作委員會
據美國物理學家組織網6月30日報道,很多科學家一直希望能找到方法逃離由“電子”支zhi配pei的de計ji算suan係xi統tong,也ye提ti出chu了le不bu少shao想xiang法fa。日ri本ben和he英ying國guo科ke學xue家jia最zui近jin則ze將jiang寶bao壓ya在zai使shi用yong垂chui直zhi空kong腔qiang內nei的de量liang子zi點dian製zhi成cheng的de全quan光guang開kai關guan上shang。他ta們men認ren為wei,全quan光guang開kai關guan有you望wang用yong於yu超chao快kuai的de光guang通tong信xin係xi統tong中zhong,能neng幫bang助zhu光guang互hu聯lian取qu代dai目mu前qian計ji算suan機ji芯xin片pian之zhi間jian傳chuan輸shu數shu據ju的de電dian子zi互hu聯lian,對dui芯xin片pian上shang的de光guang學xue計ji算suan也ye非fei常chang有you用yong。
日本神戶大學的物理學家金超元(音譯)和英國謝菲爾德大學的霍普金森攜手,在最新一期的《應用物理學快報》shangtichulezhegexiangfa。jinchaoyuanbiaoshi,quanguangkaiguanyongyuhulianwangluyouqiqianlijuda。shouxian,quanqiuhulianwangluyouqidenenghaofeichangda,erquanguangkaiguannengjianshaonenghao。chuantonghulianwangluyouqishiyongleguang—電—光接口,其將光子攜帶的信息傳給電子再轉給光子需要消耗額外的能量。而全光開關通過一束光直接控製另一束光,能減少光—電—光接口額外需要的能量。
另外,使用全光開關也有助於給計算機“瘦身”。shiyongguangzihulianhainengbimianchuantongdianzihulianzhongchuxiandexinxiyanchiheshizhen。quanguangkaiguanmeiyoudianzijisuandeyixiequexian,yinci,youwangkefudianzixinpianxianyoudepingjing。
raner,gaosuguanghulianshebeimianlindezuidawentishinenghao。xindeguangziluojishebeixuyaofangwenguangzicailiaogaodufeixianxingquyu,yaoxiangshixianxinpianjianyijixinpiancengmiandeguangxianwangluo,meigemaichongxuyaodenengliangyingshaoyu1皮焦(10—12焦耳)/字節,而現有大多數可被用來製造全光開關的材料都無法做到這一點。
研究人員演示了一個使用垂直空腔內的量子點製成的光子開關,每個字節所需要的操作能量僅為10—15焦jiao耳er,達da到dao了le要yao求qiu。金jin超chao元yuan解jie釋shi道dao,量liang子zi點dian能neng解jie決jue光guang子zi高gao能neng耗hao的de問wen題ti。量liang子zi點dian的de體ti積ji小xiao,而er且qie其qi具ju有you類lei似si於yu原yuan子zi的de屬shu性xing,因yin此ci,可ke產chan生sheng高gao的de光guang子zi非fei線xian性xing。
全光開關另外一個需要解決的問題是如何獲得較高的開關速度。現在的量子點開關的工作頻率僅為40兆字節/秒,而實用的工作頻率需要達到1太兆字節/秒(miao)。探(tan)測(ce)到(dao)量(liang)子(zi)點(dian)內(nei)部(bu)的(de)相(xiang)位(wei)轉(zhuan)變(bian)或(huo)能(neng)解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti),同(tong)時(shi)實(shi)現(xian)低(di)能(neng)耗(hao)和(he)小(xiao)尺(chi)寸(cun)。金(jin)超(chao)元(yuan)認(ren)為(wei),利(li)用(yong)半(ban)導(dao)體(ti)量(liang)子(zi)點(dian)和(he)相(xiang)位(wei)轉(zhuan)移(yi)的(de)光(guang)學(xue)開(kai)關(guan)可(ke)能(neng)有(you)很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu),其(qi)或(huo)許(xu)能(neng)被(bei)用(yong)來(lai)製(zhi)造(zao)未(wei)來(lai)計(ji)算(suan)機(ji)使(shi)用(yong)的(de)光(guang)學(xue)處(chu)理(li)器(qi),讓(rang)未(wei)來(lai)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)最(zui)終(zhong)滿(man)足(zu)很(hen)多(duo)科(ke)學(xue)家(jia)一(yi)直(zhi)追(zhui)尋(xun)的(de)塊(kuai)頭(tou)小(xiao)、能耗低的要求。(劉霞)