光電結合，光速計算機指日可待_風聞
Science_北京-不惧过往，不畏将来！2019-12-04 17:21
編譯／朱明逸 審稿／阿淼 責編／張夢
光速運算，一直是一個誘人但前景並不明朗的研究方向。不過這一技術最近的發展，卻讓它現在變得觸手可及。
據美國“優睿科”網站近日消息稱，德國明斯特大學（University of Münster）和英國埃克塞特大學（University of Exeter）的研究人員於同日在《科學進展》雜誌上發文宣佈，他們合作創造出了有史以來第一台整合光學技術和電子運算的光電設備，並詳細介紹了這項被稱為“等離子體納米間隙增強相變器件的光電雙重功能性”的技術。
這為實現更快、更節能的存儲器和處理器提供了一個精密精緻的解決方案。
簡單的説，該技術就是通過利用光來編碼和傳遞信息，從而讓與運算相關的物理過程能夠以極限速度（即光速）進行。
儘管近年來已經通過實驗證明其中某些過程能夠運用光來完成，但是用來與傳統計算機電子結構進行交互的緊湊裝置仍然尚未問世。
電子計算和光計算的不兼容性，在根本上是由於電子和光子之間發生相互作用的載體體積的不同造成的——電子芯片需要小一些才能夠有效運作，而光學芯片則需要更大一些，因為光的波長比電子的波長要長一些。
研究表明，通過發送電信號或光學信號，光敏材料和電敏材料的狀態能夠在兩種不同的分子序列狀態之間來回轉換。
此外，這種相變材料的狀態能夠藉助光或電子來讀出，從而讓該裝置成為第一個具有非易失性特徵的納米尺度的光電存儲單元。
該論文的共同作者Nikolaos Farmakidis展望道：“這個方向在計算機領域非常有前途，特別是在要求高處理效率的技術領域。”
另一位共同作者Nathan Youngblood補充道：“這項技術能在需要高性能、低功耗計算需求的領域中發揮出遠遠超越我們目前能力的作用。讓基於光的光子計算與基於電的電子計算相結合，將是互補金屬氧化物半導體技術（簡稱CMOS）未來發展的關鍵。”
期刊來源： 《科學進展》
期刊編號：2375-2548
原文鏈接：
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-11/uoo-edp112519.php
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