一个纳米线光子开关为光子计算机诞生打下基础

时间：2012-11-22

计算机速度可能每年都在提高，但如果用光脉冲而不是电流来代表它的二进制代码1和0，将给计算速度带来质的飞跃。据每日科学网9月10日报道，美国宾夕法尼亚大学研究人员用硫化镉纳米线制造出了**个全光光子开关，并将其与逻辑门结合，而这是计算机芯片处理信息的基本组成部分。研究人员指出，这是光子学*领域的重要进展，未来有望带来用光计算的光子计算机。相关论文发表在《自然·纳米技术》杂志上。

　　研究由该校工程与应用科学学院材料科学系副教授莱特斯·阿加瓦尔和研究生布赖恩·皮科尼共同指导。这一革新型开关以他们早期的研究为基础。他们的早期研究显示，硫化镉纳米线具有较强的光—物质耦合性，用其操纵光线非常有效，而这种特性对开发纳米光子电路至关重要。现有的光控制装置非常笨重，而且所需能量比电子设备更多。

　　“对纳米光子结构而言，较大的难题是让光线进入，再加以处理，然后让它们出去。”阿加瓦尔说，“我们的主要**就是解决了**个问题，使纳米线本身成为一种芯片上的光源。”

　　他们先在纳米线上刻下**的缝隙，然后在**段纳米线输入足够能量，这样其底端和缝隙就会发出激光。由于开始时他们只用一根纳米线，所以两段的端口*匹配，*二段能有效吸收并传输来自**段的光。阿加瓦尔说：“当*二段接到激光，我们就发出另外的光，并关闭纳米线中正传来的光。这样它就成了一个开关。”

　　研究人员能检测从*二段纳米线端口发出的光的强度，以确保开关能有效表现逻辑装置中所用的二进制状态。他们把两根纳米线结合构成“Y”型，成功构建了一个与非门（表示在所有输入为“1”时返回输出为“0”）。这一与非门“功能完整”，如果以正确的顺序输入，它们能做任何类型的逻辑运算，因而构成了通用计算机处理器的基础。

　　“在未来，我们可能会看到‘消费电子产品’变成了‘消费光子产品’。”阿加瓦尔说，“这项研究表明这是可能的。”

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