據美國物理學(xué)家組織網11月24日(北京時間)報道,近年來,科學家在(zài)利用光束替代電(diàn)子完成計算任務方麵取得了很多成就,如今麻省理工(gōng)學院(MIT)的研究人員又填補了一項空白,其能夠基於標準矽材料製造光子芯片,而(ér)矽正是構成(chéng)當前大部分電子產品的基礎。
在目前的通信係統中,數據大都由光(guāng)束攜(xié)帶通過光纖進行傳輸。一旦光學信號(hào)到達目(mù)的地,其將轉化為(wéi)電子形態,通(tōng)過電子線路進行處理(lǐ),然後再借助激光轉換回光。新裝置能夠(gòu)免(miǎn)除這(zhè)些額外的電子轉換(huàn)步驟,直接處理光學信號。相關研(yán)究報(bào)告發表(biǎo)在11月13日的《自然?光子學》雜誌網絡(luò)版(bǎn)上。
該校材料科學和(hé)工程係的卡(kǎ)羅琳?羅絲教授(shòu)表示,這個組件類似(sì)於電子二極管。二極管允許電流沿一個方向流動,並約束它不(bú)流向其他方向,在這種情況下,便形成了光(guāng)的“單行道”。
為了研發這一裝置,研究人員必須找到一種既透明又具(jù)有磁性的(de)材(cái)料,而這兩種特性很少能同時實現。他們最終采用(yòng)了名為石(shí)榴(liú)石的材(cái)料(liào)。研究人員采用了(le)石榴石薄膜沉積等(děng)方法(fǎ),整個係統能基於(yú)現有的標準微(wēi)芯片製(zhì)成,製造(zào)過(guò)程因此得以大大簡化。
新(xīn)光學芯片可大幅提升(shēng)數據傳輸係統的速度,因為光的傳輸速度大(dà)於電子(zǐ),而且光學計算能借助多(duō)條光束,攜帶不同的多個數據(jù)流,無(wú)障礙地穿過單光纖或電路。
羅絲表示,基於矽的新係統比基於其他材料的係統更容易實現商業化(huà),因為很多人都知道怎麽處理矽,這或將為開發下(xià)一代高速通信係統奠定基礎。明尼蘇達大學電子與(yǔ)計算機工程係的伯達尼?斯戴德教授也(yě)表示,這是(shì)光纖通信領域的一個巨大進展。這(zhè)一成就十分重要,是首次(cì)將石榴石整合入矽裝置中。
總(zǒng)編輯圈點
當人類向著超高速信息處理(lǐ)的美好年代投去憧憬一瞥時,那(nà)前方出現的曼妙身影必然(rán)是光子芯片,此緣已注定(dìng)。而熟稔的、現(xiàn)正陪伴著我們的電子芯片,隻能悄然退場。目前,最先進的光子芯片的數據傳輸率為10Gb/秒(miǎo),是個人電腦的幾千倍,下一代設備更有望達(dá)到40Gb/秒,但我們知道,它還不能實際應用。相比於電子(zǐ),讓(ràng)光子聽由我們的(de)安排(pái)更為不易,不過,這(zhè)也是本文中麻理團隊正在完成的(de)??於標準工業芯片之上,像駕馭電(diàn)信號一樣任意控製和引導(dǎo)光。
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