新型高效光学“晶体管”有望让计算速度提升1000倍

新型高效光学“晶体管”有望让计算速度提升1000倍
2021年09月26日 00:52 星空传记

▼,关注视频号,发现更多精彩,由斯科尔沃,Skoltech,和 IBM 带领的一支国际研究团队,刚刚打造了一种极其节能的,光开关,Optical Switch。得益于对光子的操纵能力,其致力于取代传统计算机上的电子晶体管。除了省电和无需额外冷却,其速度还提升到了每秒 万亿次,较当前顶级商用晶体管领先 ~倍。

研究配图 - 有机物中极端非对称性的原理示意,在 年 月 日发表于,自然,Nature,杂志上的一篇文章中,研究一作 Anton Zasedatelev 博士评论指出:新装置如此优异的节能特性,得益于它只需要几个光子即可切换

研究配图 - 阿托焦,Attojoule,极子化开关,除了实现类似晶体管的主要功能,光开关,还可作为一个组件,以光信号的形式在设备间实现连接和数据传输。此外也能够作为一个放大器,将入射激光器的强度提升多达 倍。具体说来是,该设备依靠两个激光将其状态为,或,、并在两者之间进行切换。只需相当微弱的控制激光束,几个光子,即可用于开关另一束更亮的激光束,因而能源效率也极其显著

研究配图 - 单光子能级的极化子开关对比,作为极化子的短寿命实体,激子也是用于开关核心操作的一种准粒子。当泵浦激光器,两者中较亮的一个,照射在开关上时,就会在同一位置产生数千个相同的准粒子。通过形成所谓的玻色-爱因斯坦凝聚,从而实现装置的,和,逻辑状态编码。而为了在设备的两个能级之间进行切换,研究团队还利用了激光脉冲,在泵浦激光脉冲到达之前不久对冷凝物进行引晶,seeding

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