近日，發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上一篇論文中，牛津大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種利用光的偏振來最大化信息存儲(chǔ)密度和使用納米線的計(jì)算性能的方法。

光有一個(gè)可利用的特性，不同波長的光不會(huì)相互作用，類似地，不同的偏振光也不會(huì)相互作用。

論文第一作者解釋道：“我們都知道，光學(xué)相對(duì)于電子學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于，在大帶寬上，光的速度更快，功能更強(qiáng)。因此，我們的目標(biāo)是充分利用光子學(xué)與可調(diào)材料相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更快、更密集的信息處理�！�

該研究小組與埃克塞特大學(xué)的C. David Wright教授合作，開發(fā)了一種HAD（雜交 - 活性介電）納米線，使用混合玻璃材料，在光脈沖照明時(shí)顯示可切換的材料特性。每根納米線都顯示出對(duì)特定偏振方向的選擇性響應(yīng)，因此可以使用不同方向的多個(gè)偏振同時(shí)處理信息。

利用這一概念，研究人員開發(fā)了第一個(gè)利用光偏振的光子計(jì)算處理器。

光子計(jì)算通過多個(gè)偏振通道進(jìn)行，與傳統(tǒng)電子芯片相比，計(jì)算密度提高了幾個(gè)階數(shù)。計(jì)算速度更快，因?yàn)檫@些納米線由納秒光脈沖調(diào)制。

混合納米線，可以根據(jù)極化選擇性地切換器件。

自1958年第一個(gè)集成電路發(fā)明以來，將更多的晶體管封裝到給定尺寸的電子芯片中一直是最大化計(jì)算密度的首選手段- 所謂的“摩爾定律”。然而，隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)需要專門的硬件，這些硬件開始推動(dòng)既定計(jì)算的界限，電子工程領(lǐng)域的主要問題是“我們?nèi)绾螌⒏�多的功能打包到單個(gè)晶體管中？

十多年來，牛津大學(xué)材料系Harish Bhaskaran教授實(shí)驗(yàn)室的研究人員一直在研究使用光作為計(jì)算手段。

雜交-有源介電（HAD）納米線采用偏振選擇性切換，實(shí)現(xiàn)并行光子計(jì)算。

領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)工作的Bhaskaran教授說：“這只是我們希望在未來看到的開始，這是對(duì)光提供的所有自由度的利用，包括偏振以顯著并行化信息處理。絕對(duì)是早期工作，但超級(jí)令人興奮的想法結(jié)合了電子，非線性材料和計(jì)算。許多令人興奮的前景可以工作，這總是一個(gè)很棒的地方。

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2022-06-world-ultra-fast-photonic-processor-polarization.html