美国科学家为超级计算机研制新型光子设备

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美国科学家为超级计算机研制新型光子设备
作者: 刘霞
来源：科技日报
　　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。

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