光计算机离我们究竟有多远?

时间:2016-03-01来源:雷锋网

编者按:光计算机与电子计算机相比,有许多天然的优势。那么光计算机离我们还有多远?本文讲述了光计算研究中的一个实例,千里之行,始于足下,希望大家不盲目乐观,同时保持期待。

  这是一个非常粗糙的例子,便于理解表面波的干涉。在一个光滑表面上的某些位置激发出光场,作为光源。通过合理规划两个或多个光源发出的光走的路径,则可以通过控制他们之间的相位差,实现干涉相涨或相消的功能,实现光逻辑门,如下图所示:


光计算机离我们究竟有多远?


  这张图来自2012年的Nano Letters,是北京大学龚旗煌院士的研究团队做出的成果。他们在金膜表面通过加工一组表面波激发源,并利用沟槽作为表面光波导,来控制光的路径,波导宽度100nm,如下图所示。


光计算机离我们究竟有多远?


  然后利用两个或多个光源发出的光经过的路径长度不同,汇聚后相位差不同,产生相涨或相消的效果,得到了一系列逻辑门。


光计算机离我们究竟有多远?


  上图从a到c分别是或门、非门和同或门结构的电子显微镜照片。实验结果也非常出色。

  下图是同或门的实验结果(截图我保留了原文图例,供有兴趣的同行阅读更多的信息):


光计算机离我们究竟有多远?


  下图是异或门的实验结果:


光计算机离我们究竟有多远?


  下图是或门的实验结果:


光计算机离我们究竟有多远?


  类似地,非门也非常容易实现。

  当然了,单个的逻辑门离成型的计算机还差着十万八千里,但正所谓“千里之行始于足下”,这种在设计时就已在芯片级集成尺度的逻辑门,还是让以后商品化的全光芯片看到了一丝曙光。

  必须要指出的是,许多新闻媒体总是喜欢用耸人听闻的标题,类似于“光脑将面世”之类的词语,让大家盲目乐观。实际上就像本文提到的表面波逻辑门一样,只是科学家们又解决了一个关键性的问题而已,而这样的问题还有很多很多。因此近几年光计算机是不可能大规模应用,甚至取代电子计算机的,我们离家用的光计算机还有很远的距离。请大家在保持乐观的同时也要保持清醒的头脑,相信这一天终将会到来。









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关键词: 光计算机

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