新型微型硅芯片为光速计算机铺平道路
Dan Hixson/犹他大学工程学院
有史以来最小的“超紧凑偏振分束器”(一种用于硅光子芯片的组件)由美国工程师开发,由于其能够通过两个独立的光波传递信息,该设备指向新一代计算机可以以光速传输信息。
“光是用来传输信息最快的东西,”来自犹他大学的团队成员之一拉杰什·梅农 (Rajesh Menon) 说道。在新闻稿中说。 “但是当这些信息进入你的笔记本电脑时,必须将其转换为电子。在这种转换中,你会减慢速度。我们的愿景是在光下完成一切。”
在过去十年左右的时间里,我们抛弃了通过铜线和电子传输信息的旧模式,现在我们通过传输光粒子(或光子)的水下光纤相互通信。地球上几乎每个大陆之间。 但存在一个问题:这些光纤仍然必须与现有的电子计算机芯片配合使用,这意味着一旦信息以光子形式传送到计算机或路由器,就必须将其转换为较慢的电子形式才能进行处理,这一切都变慢了。
因此,世界各地的科学家一直致力于将电子芯片的功能放入新型硅光子芯片中。 这意味着没有转换过程会减慢一切速度,因此信息传输速度将比现在快得多,并且计算机处理速度将飙升。 这意味着所需的电量更少,电池寿命更长。 “有了光,计算速度最终可以提高数百万倍,”梅农说道。
Menon 和他的团队找到了如何将当前尺寸约为 100 x 100 微米的分束器缩小到令人难以置信的 2.4 x 2.4 微米。 这是人类头发宽度的五十分之一,非常接近生产微小物体的极限。 当放置在硅芯片上时,它们仍然能够执行最重要的功能 - 将引导光束分成芯片的两个组件。
通过大幅缩小这些微小元件的尺寸,Melon 和他的团队为单个硅光子芯片装载数百万个此类元件铺平了道路,这是它们与现有电子芯片竞争所需要的。
而这一切并不遥远。 “第一台使用硅光子学的超级计算机——已经由英特尔和 IBM 等公司开发——将使用部分电子化的混合处理器,”新闻稿解释说。“梅农相信他的分束器可以在大约三年内用于这些计算机。他说,需要计算机之间更快连接的数据中心也可以很快实施该技术。”
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该研究发表于自然光子学。