據(jù)美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道，美國科學(xué)家表示，他們研制出一種新的光子設(shè)備，其足夠小，因此，幾千萬塊這樣的光子設(shè)備可以“堆積”在一塊計(jì)算機(jī)芯片上，有望讓運(yùn)行速度更快、信息處理能力更強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)成為可能。相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

      普渡大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的助理教授齊明豪（音譯）和該大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系教授安德魯?韋勒領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)攜手研制出這種新光子設(shè)備，是一種“無源光二極管”，由兩個(gè)直徑僅為10微米的硅環(huán)組成，與其他光二極管不同的是，新光二極管并不需要外部輔助就可傳輸信號(hào)，而且，也能很好地整合進(jìn)計(jì)算機(jī)芯片中。

      齊明豪說，這種二極管能進(jìn)行“非互易傳輸”，這意味著它僅僅在一個(gè)方向傳輸信號(hào)。他解釋道，激光器發(fā)出的紅外線通過光纖并被名為波導(dǎo)的微結(jié)構(gòu)所引導(dǎo)，隨后，它會(huì)連接通過這兩個(gè)硅環(huán)，而且，當(dāng)其在硅環(huán)內(nèi)時(shí)，會(huì)經(jīng)歷“非線性的相互關(guān)聯(lián)”。光進(jìn)入其中的一個(gè)微環(huán)后，要么繼續(xù)前進(jìn)，要么向后消散，這樣就實(shí)現(xiàn)了單向傳輸。科學(xué)家們也能通過使用微型加熱器加熱它們來改變其傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)，因此，使處理很寬頻率范圍的波成為可能。齊明豪說：“單向傳輸是邏輯電路最基本的部分，因此，我們的二極管為光子信息處理打開了大門。”

      盡管光纖光纜是實(shí)現(xiàn)跨海和跨洲傳輸海量數(shù)據(jù)的基本組件，但光信號(hào)必須被轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)內(nèi)使用的電信號(hào)或者相反，而在進(jìn)行這種轉(zhuǎn)化時(shí)，信息處理會(huì)變得很慢且數(shù)據(jù)容易遭遇網(wǎng)絡(luò)攻擊。

      研究人員王健（音譯）表示：“光電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)化需要昂貴的裝備。而新二極管通過摒棄該轉(zhuǎn)化過程，讓芯片運(yùn)行和處理信息的速度更快且更安全；也能同制造計(jì)算機(jī)芯片的工業(yè)制造過程兼容。”

      研究人員表示，目前，限制超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要因素是運(yùn)行速度和系統(tǒng)內(nèi)單個(gè)超級(jí)芯片傳播信息的帶寬，新二極管非常緊密，且還擁有其他屬性，可用于未來的光子信息處理芯片中，有望導(dǎo)致運(yùn)行速度更快、信息處理能力更強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)。科學(xué)家們目前已準(zhǔn)備對(duì)其進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。