世界上首个使用偏振的超快光处理器面世,计算密度比电子芯片高几个数量级

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据 Phys.org 报道,近日英国牛津大学研究人员在《科学进展》上发表了一篇论文,开发了一种使用光的偏振来实现最大化信息存储密度的设备。新研究使用多个偏振通道展开了并行处理,计算密度比传统电子芯片提高了几个数量级。

光具有可利用的特性,如不同波长的光不会相互影响,光纤可用于传输并行数据流。同样,不同偏振的光也不会相互影响,每个极化都可以作为一个独立的信息通道,使更多的信息可以存储在多个通道中,极大地提高了信息密度。

研究小组与埃克塞特大学的 C. David Wright 教授合作,开发了一种HAD(混合活性电介质)纳米线,使用一种混合玻璃材料,该材料在光脉冲照射时显示出可切换的材料特性。每条纳米线都显示出对特定偏振方向的选择性响应,因此可以使用不同方向的多个偏振同时处理信息。

 

 

▲混合纳米线可根据极化选择性地切换设备,图自牛津大学

利用这个概念,研究人员开发出了世界上首个利用光偏振的光子计算处理器。光子计算通过多个偏振通道进行,与传统电子芯片相比,计算密度提高了几个数量级。

 

 

▲图自牛津大学

IT之家了解到,随着传统电子芯片尺寸越来越小,芯片上的晶体管数量接近极限,摩尔定律也日益逼近“天花板”。这些年,科学家和工程师们开始为芯片发展寻找新的“增长点”,利用光子计算便是思路之一。十多年来,牛津大学材料系 Harish Bhaskaran 教授实验室的研究人员一直在研究使用光作为计算手段。

 

 

▲图自牛津大学

论文第一作者、牛津大学材料系博士生 June Sang Lee 表示:“我们都知道,光子相对于电子的优势在于,光在大带宽上速度更快,功能更强大。因此,我们的目标是充分利用这种光子学与可调谐材料相结合的优势,可实现更快、更密集的信息处理。”

领导这项工作的 Bhaskaran 教授表示:“这只是我们希望在未来看到的开始,这是对光提供的所有自由度的利用,包括偏振以极大地并行化信息处理,这一研究仍处于早期阶段。”

 

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