據美國物理學家組(zǔ)織網11月24日(北(běi)京時間)報道,近年來,科學(xué)家在利用光束替代電子完成計算任務方麵取得了很多成就,如今麻省理工學院(MIT)的研究人員又填補了一項(xiàng)空白,其能夠基於標準矽材料製造光子芯片,而矽正是構成當前大(dà)部分電子產品的基(jī)礎。
在目前的通信係統中,數據大都(dōu)由光束攜帶通過光纖進行傳輸。一旦光學信號到(dào)達目的地,其將轉(zhuǎn)化為電子(zǐ)形態,通過(guò)電子線路進行處理,然後(hòu)再借助激光轉換回光。新裝置能夠免除這些額外的電子轉換步驟,直接處理(lǐ)光學信號。相關研究報告發表在11月13日的《自然?光子學》雜誌網絡(luò)版上。
該校材料(liào)科學和(hé)工程係的卡羅琳?羅絲教授表示,這個組件類似於電子二極管(guǎn)。二極管(guǎn)允許電流沿一個方向(xiàng)流動,並約束它(tā)不流向其他方(fāng)向,在這種(zhǒng)情況下,便形成(chéng)了光的“單行道(dào)”。
為了研發這一裝置,研究人(rén)員必須找到一種既透明又具有(yǒu)磁性的材(cái)料,而這兩種特性很少能同時實現。他們最終采用了名為(wéi)石榴石的(de)材料。研究人員采用(yòng)了石榴石薄膜沉積等(děng)方法,整個係統能基於現(xiàn)有的標準微芯片製成,製(zhì)造過程因此得以大大簡化。
新光學(xué)芯片可大(dà)幅提升數據傳輸係統的速度,因為光的傳輸(shū)速度大於電子,而且光學計算能借助多條光束,攜(xié)帶不同的多個數據流,無障礙地穿過單光(guāng)纖(xiān)或電路。
羅絲表示,基於矽(guī)的新係統比基於其他材料的係統(tǒng)更容易實現商業化(huà),因為很多人都知道怎麽處理矽,這或(huò)將為開發下一代高速通信係統奠定基礎。明尼蘇達(dá)大學電(diàn)子與計算機工程係的(de)伯(bó)達尼?斯戴(dài)德教授也表示,這是光(guāng)纖通信領(lǐng)域(yù)的一個巨大進展(zhǎn)。這一成就十分重要,是首次將石榴(liú)石(shí)整合入矽裝置中。
總編輯圈點
當人類向著超高速(sù)信息處理的美好年代投去憧憬一瞥時,那前方出現的曼妙身(shēn)影必然是光子芯片(piàn),此緣已注(zhù)定。而熟(shú)稔的、現正陪伴著我們的電(diàn)子芯片,隻能悄然退場(chǎng)。目前,最先進的光子芯片的(de)數據傳(chuán)輸率為10Gb/秒,是個人電(diàn)腦(nǎo)的幾千倍,下一代設備更有望達到40Gb/秒,但我們知道,它還不能實際應用。相(xiàng)比於電子,讓光(guāng)子聽由我們的安排更為不易,不過,這也是本文中麻理團隊正在完成的??於標(biāo)準工業(yè)芯片之上(shàng),像駕(jià)馭電信號一樣任意控製(zhì)和引導光。
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