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据美国《每日科学》网站近日报道，美国科学家表示，他们研制出一种新的光子设备，其足够小，因此，几千万块这样的光子设备可以“堆积”在一块计算机芯片上，有望让运行速度更快、信息处理能力更强的超级计算机成为可能。相关研究发表在《科学》杂志上。
普渡大学电子与计算机工程系的助理教授齐明豪（音译）和该大学电子与计算机工程系教授安德鲁·韦勒领导的科研团队携手研制出这种新光子设备，是一种“无源光二极管”，由两个直径仅为10微米的硅环组成，与其他光二极管不同的是，新光二极管并不需要外部辅助就可传输信号，而且，也能很好地整合进计算机芯片中。
齐明豪说，这种二极管能进行“非互易传输”，这意味着它仅仅在一个方向传输信号。他解释道，激光器发出的红外线通过光纤并被名为波导的微结构所引导，随后，它会连接通过这两个硅环，而且，当其在硅环内时，会经历“非线性的相互关联”。光进入其中的一个微环后，要么继续前进，要么向后消散，这样就实现了单向传输。科学家们也能通过使用微型加热器加热它们来改变其传输的波长，因此，使处理很宽频率范围的波成为可能。齐明豪说：“单向传输是逻辑电路最基本的部分，因此，我们的二极管为光子信息处理打开了大门。”
尽管光纤光缆是实现跨海和跨洲传输海量数据的基本组件，但光信号必须被转变为计算机内使用的电信号或者相反，而在进行这种转化时，信息处理会变得很慢且数据容易遭遇网络攻击。
研究人员王健（音译）表示：“光电信号之间的转化需要昂贵的装备。而新二极管通过摒弃该转化过程，让芯片运行和处理信息的速度更快且更安全；也能同制造计算机芯片的工业制造过程兼容。”
研究人员表示，目前，限制超级计算机发展的主要因素是运行速度和系统内单个超级芯片传播信息的带宽，新二极管非常紧密，且还拥有其他属性，可用于未来的光子信息处理芯片中，有望导致运行速度更快、信息处理能力更强的超级计算机。科学家们目前已准备对其进行商业化生产。
文/科技日报
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