據近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的一篇論文，英國牛津大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)了一種使用光的偏振來(lái)實(shí)現最大化信息存儲密度的設備。新研究使用多個(gè)偏振通道展開(kāi)了并行處理，計算密度比傳統電子芯片提高了幾個(gè)數量級。
自1958年第一塊集成電路發(fā)明以來(lái)，將更多晶體管封裝到特定尺寸的電子芯片中，一直是實(shí)現最大化計算密度的首選方法。然而，人工智能和機器學(xué)習需要專(zhuān)門(mén)的硬件突破現有計算的界限，因此電子工程領(lǐng)域面臨的主要問(wèn)題是：如何將更多功能打包到單個(gè)晶體管中？
科學(xué)家已知不同波長(cháng)的光不會(huì )相互影響，同樣，不同偏振的光也不會(huì )相互影響。因此，每個(gè)極化都可作為一個(gè)獨立的信息通道，使更多信息可存儲在多個(gè)通道中，這就大大提高了信息密度。
而光子學(xué)相對于電子學(xué)的優(yōu)勢在于，光在大帶寬上速度更快，功能也更強大。新研究的目標就是充分利用光子學(xué)與可調諧材料相結合的這些優(yōu)勢，實(shí)現更快、更密集的信息處理。
鑒于此，十多年來(lái)，牛津大學(xué)研究人員一直致力于使用光作為計算手段。團隊此次開(kāi)發(fā)了一種HAD（混合活性電介質(zhì)）納米線(xiàn)，該納米線(xiàn)使用一種混合玻璃材料， 該材料在光脈沖照射時(shí)具有可切換的特性，每條納米線(xiàn)都顯示出對特定偏振方向的選擇性響應，因此可使用不同方向的多個(gè)偏振同時(shí)處理信息。
利用這個(gè)概念，研究人員開(kāi)發(fā)出第一個(gè)利用光偏振的光子計算處理器。光子計算通過(guò)多個(gè)偏振通道進(jìn)行，納米線(xiàn)則由納秒光脈沖調制，與傳統電子芯片相比，其計算速度更快，計算密度因此提高了幾個(gè)數量級。
研究人員表示，對于人們希望看到的未來(lái)愿景來(lái)說(shuō)，現在僅僅是個(gè)開(kāi)始，這種偏振光子計算處理器結合了電子、非線(xiàn)性材料和復雜計算，已經(jīng)是一個(gè)超級令人興奮的想法。