牛津大学 信用:CC0公共领域 牛津大学哈里什·巴斯卡拉高级纳米工程研究小组的科学家开发出了第一个可以用光子或电子编程的集成纳米器件
科学家们与明斯特大学和埃克塞特大学的研究人员合作，创造了第一种连接光学和电子计算领域的光电设备
这为实现更快、更节能的存储器和处理器提供了一个优雅的解决方案
光速计算一直是一个诱人但难以捉摸的前景，但随着这一发展，它现在已经触手可及
使用光来编码和传递信息使得这些过程能够以光的极限速度发生
虽然最近已经通过实验证明了在某些过程中使用光，但是仍然缺乏与传统计算机的电子结构相连接的紧凑设备
电子计算和基于光的计算的不兼容性从根本上源于电子和光子在不同的相互作用体积中运行
电子芯片需要很小才能有效工作，而光学芯片需要很大，因为光的波长比电子的波长大
为了克服这个具有挑战性的问题，科学家们想出了一个将光限制在纳米尺度的解决方案，正如他们在2019年11月29日发表在《科学进展》杂志上的论文《等离子纳米间隙增强双光电功能相变器件》中详细描述的那样
他们创造了一种设计，允许他们通过所谓的表面等离子体激元将光压缩成纳米大小的体积
巨大的尺寸减小和显著增加的能量密度使它们能够弥补光子和电子在数据存储和计算方面的明显不兼容性
更具体地说，通过发送电信号或光信号，光电敏感材料的状态在两种不同的分子有序状态之间转换
此外，这种相变材料的状态由光或电子读出，从而使该器件成为第一个具有非易失性特征的电光纳米级存储单元
“这是一条非常有前途的计算之路，特别是在需要高处理效率的领域，”研究生兼第一作者尼古拉·法马奇迪斯说
合著者内森·杨布拉德继续说道:“这自然包括人工智能应用，在许多情况下，对高性能、低功耗计算的需求远远超过了我们目前的能力
据信，将基于光的光子计算与它的电子对应物对接是互补金属氧化物半导体技术下一章的关键
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