據(jù)近日發(fā)表在《科學(xué)進展》上的一篇論文，英國牛津大學(xué)研究人員開發(fā)了一種使用光的偏振來實現(xiàn)最大化信息存儲密度的設(shè)備。新研究使用多個偏振通道展開了并行處理，計算密度比傳統(tǒng)電子芯片提高了幾個數(shù)量級。
自1958年第一塊集成電路發(fā)明以來，將更多晶體管封裝到特定尺寸的電子芯片中，一直是實現(xiàn)最大化計算密度的首選方法。然而，人工智能和機器學(xué)習(xí)需要專門的硬件突破現(xiàn)有計算的界限，因此電子工程領(lǐng)域面臨的主要問題是：如何將更多功能打包到單個晶體管中?
科學(xué)家已知不同波長的光不會相互影響，同樣，不同偏振的光也不會相互影響。因此，每個極化都可作為一個獨立的信息通道，使更多信息可存儲在多個通道中，這就大大提高了信息密度。
而光子學(xué)相對于電子學(xué)的優(yōu)勢在于，光在大帶寬上速度更快，功能也更強大。新研究的目標(biāo)就是充分利用光子學(xué)與可調(diào)諧材料相結(jié)合的這些優(yōu)勢，實現(xiàn)更快、更密集的信息處理。
鑒于此，十多年來，牛津大學(xué)研究人員一直致力于使用光作為計算手段。團隊此次開發(fā)了一種HAD(混合活性電介質(zhì))納米線，該納米線使用一種混合玻璃材料，該材料在光脈沖照射時具有可切換的特性，每條納米線都顯示出對特定偏振方向的選擇性響應(yīng)，因此可使用不同方向的多個偏振同時處理信息。
利用這個概念，研究人員開發(fā)出第一個利用光偏振的光子計算處理器。光子計算通過多個偏振通道進行，納米線則由納秒光脈沖調(diào)制，與傳統(tǒng)電子芯片相比，其計算速度更快，計算密度因此提高了幾個數(shù)量級。
研究人員表示，對于人們希望看到的未來愿景來說，現(xiàn)在僅僅是個開始，這種偏振光子計算處理器結(jié)合了電子、非線性材料和復(fù)雜計算，已經(jīng)是一個超級令人興奮的想法。
關(guān)鍵詞： 偏振通道 計算密度提高幾個數(shù)量級 單個晶體管 光子計算處理器
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