悉尼大学 信用:Petr Kratochvil/公有领域 随着我们对能效和带宽需求的增加，光正在成为计算机和电信领域信息处理的主要工具
光子已经成为通过光纤进行洲际通信的黄金标准，它正在取代电子成为光网络中信息的主要载体，并进入计算机本身的核心
然而，要完成这一转变，仍然存在巨大的工程障碍
支持光的工业标准硅电路比现代电子晶体管大一个数量级以上
一种解决方案是使用金属波导“压缩”光——然而，这不仅需要新的制造基础设施，而且光与芯片上的金属相互作用的方式意味着光子信息很容易丢失
现在，澳大利亚和德国的科学家开发了一种模块化方法来设计纳米级器件，以帮助克服这些问题，将传统芯片设计的精华与光子架构结合在一个混合结构中
他们的研究发表在今天的《自然通讯》上
“我们已经在行业标准的硅光子系统和金属基波导之间架起了一座桥梁，在保持效率的同时，波导可以缩小100倍。”
来自悉尼大学纳米研究所和物理学院的亚历山德罗·图尼兹
这种混合方法允许在纳米尺度上操纵光，以十亿分之一米为单位
科学家们已经表明，他们可以在比携带信息的光的波长小100倍的情况下实现数据处理
“这种效率和小型化对于将计算机处理转变为基于光的处理至关重要
它还将在量子光学信息系统的开发中非常有用，量子光学信息系统是未来量子计算机的一个有前途的平台，”悉尼大学和悉尼纳米大学纳米光子学领导人的合著者斯特凡诺·帕隆巴副教授说
“最终，我们预计光子信息将迁移到任何现代计算机的核心——中央处理器
这样的愿景已经由IBM制定出来了
" 使用金属的片上纳米尺度器件(称为“等离子体”器件)具有传统光子器件所不具备的功能
最值得注意的是，它们有效地将光压缩到几十亿分之一米，从而实现了极大增强的、无干扰的光与物质的相互作用
“这不仅彻底改变了一般的处理过程，而且对专门的科学过程非常有用，例如纳米光谱学、原子尺度传感和纳米尺度探测器。”
图尼兹也来自悉尼光子学和光学科学研究所
然而，它们的通用功能受到了对特定设计的依赖的阻碍
“我们已经表明，两个独立的设计可以结合在一起，以加强一个普通的芯片，以前没有什么特别的，”博士说
图尼兹说
这种模块化方法允许芯片中光偏振的快速旋转，并且由于这种旋转，快速允许纳米聚焦到比波长小大约100倍
马丁·德·斯特克教授是悉尼大学光子学和光学科学研究所的主任
他说:“信息处理的未来很可能涉及到使用金属的光子，使我们能够将光压缩到纳米级，并将这些设计集成到传统的硅光子学中
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