可與硅媲美的光基計(jì)算機(jī)硬件問(wèn)世

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，日本電話電報(bào)公司（NTT）的一個(gè)研究小組在最新一期《自然·光子學(xué)》雜志撰文稱，他們研制出一種光基計(jì)算機(jī)硬件，其性能可與硅基器件媲美。

計(jì)算機(jī)科學(xué)家一直很清楚，通過(guò)修改硅基計(jì)算機(jī)的零件來(lái)提高計(jì)算機(jī)速度的時(shí)代即將結(jié)束。為此，許多人將目光投向了量子計(jì)算，希望借此獲得更快的計(jì)算速度；也有人在另辟蹊徑，嘗試其他方法，例如在計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用光而非電子來(lái)移動(dòng)數(shù)據(jù)。

目前，光通常僅用于長(zhǎng)距離傳輸數(shù)據(jù)。但在新研究中，研究人員報(bào)告說(shuō)，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出部分基于光的計(jì)算設(shè)備，這些設(shè)備的表現(xiàn)可與基于電子的硬件相媲美。

要想真正實(shí)現(xiàn)在計(jì)算機(jī)硬件中僅使用光作為數(shù)據(jù)介質(zhì)傳輸數(shù)據(jù)，還有很長(zhǎng)的路要走。目前，工程師們正嘗試在可行的區(qū)域使用光；而在其他地方使用電子。由于計(jì)算機(jī)設(shè)備必須能在光和電子這兩種數(shù)據(jù)介質(zhì)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此，這樣的設(shè)備一直“難產(chǎn)”。

此前，科學(xué)家也研制出一些相關(guān)設(shè)備，但這些設(shè)備耗電太多，而且光電之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程太慢。為解決這兩個(gè)問(wèn)題，研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型光子晶體，其能使光按需跟隨指定路徑行進(jìn)，并在需要用其產(chǎn)生電流時(shí)被吸收。這種光子晶體也能逆向工作。

研究人員稱，他們借助這種光子晶體，制造出了電轉(zhuǎn)光設(shè)備以及光轉(zhuǎn)電設(shè)備。然后，他們使用這些設(shè)備制造出了一個(gè)運(yùn)行速度為40Gbps的電光調(diào)制器（每比特耗能僅為4.2焦耳）、一個(gè)運(yùn)行速度為10Gbps的光接收器，并將這兩款設(shè)備組合在一起制造出了一個(gè)晶體管。這項(xiàng)研究表明，有可能制造出能與硅基器件競(jìng)爭(zhēng)且很快會(huì)超越它們的混合電光器件。