計算機速度可能每年都在提（tí）高，但如果用光脈衝而不是電流來代表它的二（èr）進製代碼1和（hé）0，將給計算速度帶來質的飛（fēi）躍。據每日科學網9月（yuè）10日報道，美國賓夕法尼亞大（dà）學（xué）研究人員用（yòng）硫化鎘納米線製造出了第一個（gè）全光光子開關（guān），並將其與邏輯門結合，而（ér）這（zhè）是計算機（jī）芯片處理信息（xī）的基本組（zǔ）成（chéng）部分（fèn）。研究人員指出，這是光子學前沿領域的重要進展，未來有望帶來用光計算的光子計算機。相關論文發表在《自然?納米技術》雜誌上。

      研究由該校工程與應用（yòng）科學學院材（cái）料（liào）科學係副教授萊特斯?阿加瓦爾和研（yán）究生布賴恩（ēn）?皮科尼共同指導。這一革新型（xíng）開關以（yǐ）他們早期的研（yán）究為基礎。他們的早期研究顯示，硫化鎘納米線具有極（jí）強的光?物質耦合性，用其操縱光（guāng）線非常有效，而這（zhè）種特性對開發（fā）納米光子（zǐ）電（diàn）路至關重要。現有的光控製裝置非常笨重（chóng），而且所需能量比電子設備更多。

      “對納米光子（zǐ）結構而言，最大（dà）的難題是讓光線進入，再加（jiā）以處理，然後讓它（tā）們出去。”阿加瓦爾說，“我們的主要（yào）創（chuàng）新就（jiù）是解決了第一個問題，使納米（mǐ）線本身成（chéng）為一種（zhǒng）芯（xīn）片上的光源。”

      他們先在納米線上刻下精確的縫（féng）隙，然後在第一段納米線輸入足夠能量，這樣（yàng）其底端和縫隙就會發出激光（guāng）。由於開始時他們隻用一（yī）根納米線，所以兩段的端口完全匹配，第二段能有效吸（xī）收並傳輸來自第一段的光。阿加瓦爾說：“當第二段接到激（jī）光，我們就發出另外的光，並關閉納米線中正傳來的光。這樣它就成了（le）一個開關。”

      研究人員（yuán）能檢測從第二段納米線端口發出的光的強度，以確保開關能有效表現邏輯裝置中所用的二進製狀態。他們（men）把兩根納米線結合構成“Y”型（xíng），成功構（gòu）建了（le）一個與非門（表示在所有輸（shū）入為“1”時返回輸出為“0”）。這一與非門“功能完整”，如果以正確（què）的（de）順（shùn）序輸入，它們能做任何類型的邏（luó）輯運算，因而構成了通用計算機處理器的基礎。

      “在未來，我們可能會（huì）看到‘消費電子產品’變成（chéng）了‘消費光子產品’。”阿加瓦爾說，“這項（xiàng）研究表明這是可能的。”