科技日報北京11月15日電 （記者劉霞）美國和瑞士研究人員開發出一種光學開關，讓光能在20億分之一秒內在晶片間移動，這一速度遠超其他類似設備。研究人員稱，這款緊湊型開關是首個能在足夠低電壓下運作的開關，因此可被整合到硅晶片上，並以極低信號損失改變光的方向，有望在量子電腦等領域“大顯身手”。研究線上發表于《科學》雜志網站。

　　美國國家標準技術研究院（NIST）的研究人員稱，這項研究朝著創建使用光而非電來處理資訊的電腦邁出重要一步。與依靠電子進行通信相比，依靠光子在電腦內傳輸數據擁有多項優勢。首先，光子跑得比電子快，並且不會因為加熱電腦組件而浪費能量，可提升電腦的性能。數十年來，光纖使用光信號來遠距離傳輸資訊，但光纖佔用空間太大，無法在電腦晶片間傳輸數據。

　　據物理學家組織網14日報道，在新的光學裝置中，一束光被限制在一個管狀的波導內傳播，該波導擁有一個出口匝道，一些光可射入距匝道僅幾奈米並被刻成磁片的空腔中。該開關還擁有另一個關鍵組件：懸在硅盤上方幾十奈米處的一層金膜。這些奈米金、硅光學、電學和力學組件緊密結合在一起，可引導光進出一個微型通道，改變其速度及行進方向。

　　研究合作者、NIST兼蘇黎世聯邦理工學院（ETH）的克裏斯蒂安·哈夫納指出，一些研究人員此前認為光—電—力學開關不切實際，因為它們“塊頭”大，操作速度慢且電壓要求過高，電腦晶片的組件無法承受，但最新研制出的這款開關解決了上述問題。該設備的緊湊性設計，確保光信號損失僅為2.5%，而之前的開關為60%。

　　研究人員表示，該設備有望在無人駕駛、神經網絡等多個領域“大顯身手”。此外，新開關改變光信號時耗能極少，因此有望成為量子電腦不可或缺的一部分。

　　盡管目前科學家只研制出了模型，但其可用于商業領域。該團隊現在正通過縮短硅片和金膜間的距離來使設備更小，這將進一步減少信號損失。

　　總編輯圈點

　　傳統硅晶片曾創下摩爾定律的傳奇。按照這個定律，大約每隔18到24個月，積體電路上的電晶體數目就會增加一倍，晶片的性能也隨之提升一倍。但隨著晶片越來越小，晶片上的電晶體數目越來越多，摩爾定律開始日益挑戰極限。這就是為什麼科研人員開始探索新型晶片，以便為晶片發展尋找新的突破點，光子晶片、量子晶片等等都在此列。這些新型晶片目前剛剛嶄露頭角，但未來可能顛覆整個晶片産業的生態。

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責任編輯： 冉曉寧