光子芯片开发获”隐形斗篷”相助:可使未来数据中心降低能耗

       从哈利·波特》的“隐形斗篷”到《星际迷航》的罗慕伦隐身战舰,这些一般只存在于科幻小说或电影中。美国科研人员最近利用这些隐形原理,为微光子集成器件设计了一个特定装置,其有助开发出较硅基芯片更小、更快、更节能的光子芯片。

       未来的计算机、数据中心和移动设备将用光子芯片代替电子芯片。每个光子芯片将包含数十亿个光子设备,以与硅基芯片中的晶体管大致相同的方式执行特定功能。但问题是,如果两个光子设备太接近,它们就不能工作,因为两者之间的泄漏会导致类似于无线电干扰的串扰。增加距离可以解决这个问题,但它会使芯片变得非常大。我国实现“十光子纠缠”:再次刷新光子纠缠态制备世界纪录

       拉杰什,犹他大学电气与计算机工程系副教授·梅农领导的团队发现,在两个光子器件之间放置一个特殊的纳米硅基屏障可以欺骗两个光子器件相互忽视。其原理与哈利相似·波特的隐形斗篷,任何进入一个装置的光都会被反射回来,从而模拟一个没有邻居的情况。这个屏障会把光推回原来的装置,让它误以为周围什么都没有。

       最新一期《自然》发表了研究人员·根据《通信》杂志上的一篇论文,当数十亿个这样的光子设备被安装在单个芯片中时,一个芯片可以包含更多执行各种功能的设备。光子芯片使用光子而不是电子来传输数据,这有望降低10到100倍的能耗,这对大功耗数据中心来说是个好消息。

       根据美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的研究,2014年美国本土数据中心耗电700亿千瓦时,占美国耗电量的比例1.8预计到2020年再涨4%。

       梅农认为,这种技术最直接的应用将与谷歌和谷歌相似Facebook使用的数据中心。从电子到光子可以使计算机更高效,并对碳排放和能源消耗产生巨大影响。目前,光子设备主要用于高端军事设备,梅农预计未来几年将采用完全基于光子的芯片。

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