由俄羅斯斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究院(SKOLTECH)和IBM公司領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究團隊創(chuàng)造了一種極其節(jié)能的光開關(guān)，它可以取代操縱光子而不是電子的新一代計算機中的電子晶體管。除了直接省電之外，該開關(guān)不需要冷卻，而且速度非?？欤好棵?萬億次操作，比當今一流的商用晶體管快100到1000倍。研究發(fā)表于22日英國《自然》雜志上。
該研究的第一作者安東·扎瑟得特雷博士評論說：“新器件如此節(jié)能的原因在于它只需要幾個光子即可切換。”斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究院混合光子學(xué)實驗室負責(zé)人帕夫洛斯·拉格達吉斯教授補充道：“在實驗室中，我們在室溫下僅用一個光子就實現(xiàn)了切換。”
由于光子是自然界中存在的最小的光粒子，因此就功耗而言已沒有太大的改進空間。大多數(shù)現(xiàn)代電子晶體管需要數(shù)十倍的能量來切換，而除了性能問題，競爭性節(jié)能電子晶體管還往往需要龐大的冷卻設(shè)備，這反過來又會消耗功率并影響運營成本。新開關(guān)則可在室溫下方便地工作，可以避免所有這些問題。
除了其類似晶體管的功能外，該開關(guān)亦可以作為一個組件，通過以光信號的形式在設(shè)備之間穿梭數(shù)據(jù)來進行連接。它還可以用作放大器，將入射激光束的強度提高多達23000倍。
研究團隊評論道：“我們還有一些工作要做，以降低器件的整體功耗，目前主要由保持開關(guān)開啟的泵浦激光器主導(dǎo)。實現(xiàn)這一目標的途徑可能是鈣鈦礦超晶材料。由于它們較強的光耦合性質(zhì)，其已被證明是優(yōu)秀的候選者，可以超熒光的形式導(dǎo)致強大的集體量子響應(yīng)。”
從另一角度來看，研究人員認為新開關(guān)也是他們過去幾年組裝的全光學(xué)組件工具包中的一個。它包括一個低損耗硅波導(dǎo)，用于在晶體管之間來回傳輸光信號。這些組件的發(fā)展使科學(xué)家距離操縱光子而不是電子的光學(xué)計算機更近了一步，從而帶來極其優(yōu)越的性能和更低的功耗。(記者 張夢然)
關(guān)鍵詞： 冷卻 新型超快光學(xué)開關(guān) 運行速度 商用晶體管
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