新型纳米光—电开关（艺术图）。 图片来历：物理学家组织网
科技日报记者 刘霞
美国和瑞士研究职员开辟出一种光学开关，让光能在20亿分之一秒内涵芯片间移动，这一速度远超其他近似装备。研究职员称，这款紧凑型开关是首个能在足够低电压下运行的开关，是以可被集成到硅芯片上，并以极低旌旗灯号损掉改变光的标的目的，有看在量子计较机等范畴“年夜显身手”。研究在线颁发于《科学》杂志网站。
美国国度尺度手艺研究院（NIST）的研究职员称，这项研究朝着建立利用光而非电来处置信息的计较机迈出主要一步。与依托电子进行通讯比拟，依托光子在计较机内传输数据具有多项上风。起首，光子跑得比电子快，而且不会由于加热计较机组件而华侈能量，可晋升计较机的机能。数十年来，光纤利用光旌旗灯号来远间隔传输信息，但光纤占用空间太年夜，没法在计较机芯片间传输数据。
据物理学家组织网14日报导，在新的光学装配中，一束光被限制在一个管状的波导内传布，该波导具有一个出口匝道，一些光可射进距匝道仅几纳米并被刻成磁盘的空腔中。该开关还具有另外一个关头组件：悬在硅盘上方几十纳米处的一层金膜。这些纳米金、硅光学、电学和力学组件慎密连系在一路，可指导光进出一个微型通道，改变其速度及行进标的目的。
研究合作者、NIST兼苏黎世联邦理工学院（ETH）的克里斯蒂安·哈夫纳指出，一些研究职员此前以为光—电—力学开关不切现实，由于它们“块头”年夜，操纵速度慢且电压要求太高，计较机芯片的组件没法承受，但最新研制出的这款开关解决了上述题目。该装备的紧凑性设计，确保光旌旗灯号损掉仅为2.5%，而之前的开关为60%。
研究职员暗示，该装备有看在无人驾驶、神经收集等多个范畴“年夜显身手”。另外，新开关改变光旌旗灯号时耗能少少，是以有看成为量子计较机不成或缺的一部门。
虽然今朝科学家只研制出了模子，但其可用于贸易范畴。该团队此刻正经由过程缩短硅片和金膜间的间隔来使装备更小，这将进一步削减旌旗灯号损掉。
总编纂圈点：
传统硅芯片曾创下摩尔定律的传奇。依照这个定律，年夜约每隔18—24个月，集成电路上的晶体管数量就会增添一倍，芯片的机能也随之晋升一倍。但跟着芯片愈来愈小，芯片上的晶体管数量愈来愈多，摩尔定律起头日趋挑战极限。这就是为何科研职员起头摸索新型芯片，以便为芯片成长寻觅新的冲破点，光子芯片、量子芯片等等都在此列。这些新型芯片今朝方才崭露头角，但将来可能倾覆全部芯片财产的生态。
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