可與硅媲美的光基計算機硬件問世

據物理學家組織網近日報道，日本電話電報公司（NTT）的一個研究小組在最新一期《自然·光子學》雜志撰文稱，他們研制出一種光基計算機硬件，其性能可與硅基器件媲美。

計算機科學家一直很清楚，通過修改硅基計算機的零件來提高計算機速度的時代即將結束。為此，許多人將目光投向了量子計算，希望借此獲得更快的計算速度；也有人在另辟蹊徑，嘗試其他方法，例如在計算機內部使用光而非電子來移動數據。

目前，光通常僅用于長距離傳輸數據。但在新研究中，研究人員報告說，他們已經開發出部分基于光的計算設備，這些設備的表現可與基于電子的硬件相媲美。

要想真正實現在計算機硬件中僅使用光作為數據介質傳輸數據，還有很長的路要走。目前，工程師們正嘗試在可行的區域使用光；而在其他地方使用電子。由于計算機設備必須能在光和電子這兩種數據介質之間進行轉換，因此，這樣的設備一直“難產”。

此前，科學家也研制出一些相關設備，但這些設備耗電太多，而且光電之間的轉換過程太慢。為解決這兩個問題，研究人員開發出了一種新型光子晶體，其能使光按需跟隨指定路徑行進，并在需要用其產生電流時被吸收。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，制造出了電轉光設備以及光轉電設備。然后，他們使用這些設備制造出了一個運行速度為40Gbps的電光調制器（每比特耗能僅為4.2焦耳）、一個運行速度為10Gbps的光接收器，并將這兩款設備組合在一起制造出了一個晶體管。這項研究表明，有可能制造出能與硅基器件競爭且很快會超越它們的混合電光器件。