用光處理資訊的光電子晶片問世
- 發佈時間：2015-12-25 01:29:43 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京12月24日電 （記者劉園園）美國科學家稱近日研發出世界上首個用光處理資訊的光電子晶片。它依舊使用電子來計算，但是可以直接使用光來處理資訊。這一成果或將打開超高速、低能耗數據處理的大門。研究結果12月24日發表在《自然》期刊上。
據加州大學伯克利分校官網報道，這一晶片由該校及麻省理工學院、科羅拉多大學的科研人員合作研發。晶片寬3毫米，長6毫米，每平方毫米的數據處理速度可以達到300吉比特每秒（Gbps），比普通電子微處理器快10到50倍。這種晶片處理數據的能耗也非常低，處理每比特數據只需消耗1.3皮焦耳能量。
儘管光纖通訊技術的發展已經大大加強了電腦之間的數據傳輸，將光子器件應用於電腦晶片本身卻十分困難。其原因在於，此前一直沒有人知道如何在不改變電腦晶片製造程式的前提下，將光子器件融入到這一複雜而昂貴的製造程式之中。而這樣做非常關鍵，因為它不會進一步提高製造電腦晶片的成本或風險。
為了實現這一目標，研究人員嘗試了多種在晶片上利用光子器件的創新性方法。他們使用光電探測器和垂直光柵耦合器等光子器件來控制和引導晶片上的光波，為了讓光波在晶片上傳輸時的損耗降到最低，他們使用硅電晶體作為光波的波導管。此外他們還在波導管旁邊設計了一種硅環來快速並低能耗地控制光波。最終，研究人員將兩個擁有7000萬個電晶體和850個光子器件的處理器內核固定在這種微型晶片上。
報道認為，這一研究成果標誌著光纖通訊技術的重要進步，而且將加速高頻寬時代的來臨。“這是一個里程碑，它是首個可以使用光與外部世界進行交流的處理器。” 研究負責人、該校電氣工程和電腦科學副教授弗拉基米爾·斯托亞諾維奇説。
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