用光子代替电子的芯片，新进展

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几十年来，科学家一直梦想着制造出使用光而不是电来处理信息的计算机芯片。虽然我们目前的硅芯片速度非常快，但用光子代替电子可以使它们更快。现在，拜罗伊特大学和墨尔本大学的研究人员让我们离这一愿景又近了一步。

该研究发表在《先进光学材料》杂志上，展示了完全利用光进行简单逻辑运算的基本原理。

逻辑门是计算机处理器的组成部分。它们接受一个或两个二进制输入（1 和 0），并根据一组规则输出 1 或 0。通过以正确的配置连接足够多的逻辑门，您可以创建能够执行从基本算术到运行手机上的最新应用等所有操作的电路。

在传统的电子逻辑门中，输入和输出都是微小的电流。该团队的突破表明，仅使用光信号就可以实现相同的功能。虽然与商用芯片相比，这些演示仍然非常基础，但它们证明了核心概念在最小规模上是可行的。

为了实现基于光的逻辑，科学家们使用了一个微结构聚合物球网格，在网格上同一位置连续地写下字母。他们在这个网格上进行了数百次纯光学读取、写入和擦除循环。

科学家试图用光子取代电子的原因是光信号有可能比电信号快得多。毕竟，光子没有质量，可以以光速传播，而电子则因为质量和电荷而减慢了速度。光已经证明了在使用光纤电缆的通信网络中数据传输速度有多快。

此外，研究人员指出，使用光进行处理可以提供额外的数据通道，例如以不同的颜色和偏振对信息进行编码，而不仅仅是依靠信号强度。

“利用光，你不仅可以使用信号强度（光子数量），还可以使用波长（颜色或频率）或偏振（振荡方向）来区分信号，”拜罗伊特大学软物质光谱学主席 Jürgen Köhler 教授解释道。

那么，这是否意味着我们所知的电子技术的终结？不太可能——至少短期内不会。关于这一突破的新闻稿坦率地指出，他们的工作只是奠定了一些最基本的基础。

报告指出，“在遥远的未来，这一突破有朝一日可能成为新光子逻辑门和微芯片的基础”。

暂时不要指望全光学 iPhone 或笔记本电脑的出现。但谁知道呢，也许我们今天生活中离不开的电子产品最终只是基于光的计算的预热，就像真空管为晶体管铺平了道路一样。

https://www.techspot.com/news/104571-light-takes-over-researchers-demonstrate-logic-gates-without.html

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