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新的纳米开关使光子在芯片间“跑得更快”,这

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美国和瑞士的研究人员已经开发出一种光开关,这种光开关可以让光能在20亿分之一英寸的芯片上移动,比其他类似的设备快得多。研究人员称,紧凑型开关是第一个可以在足够低的电压下工作的开关,因此它可以集成到硅片上,以极低的标志损耗改变光偏置。预计它将在量子辩论机等领域“出类拔萃”。这项研究发表在《科学》杂志网站上。

国家规模技术研究所(NIST)的研究人员表示,这项研究是朝着制造利用光而不是电来处理信息的计算机迈出的重要一步。与依靠电子通信相比,依靠光子在竞赛机器中传输数据有许多优点。首先,光子可以比电子跑得更快,并且不会因为加热竞赛机器的部件而浪费能量,从而提升竞赛机器的功能。几十年来,光纤一直使用光学标志远距离传输信息,但光纤占用的空间太大,无法在有争议的芯片之间传输数据。

根据物理学家组织网络14日的一份报告,在新的光学组件中,一束光被限制在带有出口斜坡的管状波导中,一些光可以被注入到离斜坡只有几纳米远的空腔中,并被雕刻成圆盘。这种开关还有另一个组成部分:一层悬浮在硅盘上方几十纳米的金膜。这些纳米金和硅的光学、电学和机械部件紧密相连,可以引导光进出微通道,改变其速度和传播目标。

NIST的克里斯蒂安哈夫纳和苏黎士联邦理工学院(ETH)的一位研究合作者指出,一些研究人员以前认为光电机械开关是不切实际的,因为它们“体积大、运行速度慢、电压要求高,这使得计算机芯片的组件难以承受”。然而,新开发的交换机解决了上述问题。设备的紧凑设计确保了与之前60%的开关相比,光标志的损失仅为2.5%。

研究人员透露,该设备有望在许多领域“展示其威力”,如无人驾驶和神经采集。此外,新的开关在改变光标准时消耗的能量更少,光标准有望成为量子辩论机器的一个组成部分。

虽然科学家目前只开发了模型,但它们可以用于贸易。该团队现在正在通过缩短硅片和金膜之间的距离来缩小设备,这将进一步减少国旗的损失。

通用编译圈

传统的硅片曾经创造了摩尔定律的传奇。根据这个定律,集成电路上的晶体管数量大约每18到24个月翻一番,芯片的功能也相应地翻一番。然而,随着芯片变得越来越小,芯片上的晶体管数量增加,摩尔定律开始日益挑战极限。这就是为什么研究人员开始探索新的芯片,以便为芯片的发展找到新的突破点。光子芯片、量子芯片等等都列在这里。这些新芯片只是今天才出现,但它们可能会在未来颠覆整个芯片行业的生态。

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