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Light Research开启了光存储和计算的大门

2019-04-18 11:55:23   来源:

通过欧洲最先进的研究“快速和慢速”光的神秘特性,用光学系统替代电子设备来处理计算机数据的目标越来越近了。长期目标是将处理速度和数据存储密度提高几个数量级,并将信息技术行业推向一个新时代,将性能大大提高并大幅降低能耗。

“快速和慢速”光的现象源于电磁波与物理介质(例如晶体)相互作用并穿过其时的分散。这可以具有减慢光脉冲的效果,或者在出现导致局部加速的情况下。这些速度变化具有开发纯光学器件的潜力,仅使用电磁辐射而不是电信号来存储和处理信息。

在不久的将来,这些属性将用于增强现有的混合通信系统,该系统结合了电子和光子(基于光)的设备。但是,首先需要进行更多的基础研究,并在最近由欧洲科学基金会(ESF)组织的研讨会上讨论了当前的发展状况以及未来项目的路线图。

根据研讨会召集人Marco Santagiustina的说法,该项目的主要目标是审查现有技术,突出可能的应用,并聚集分散的欧洲科学家社区。“有两个显着的亮点:慢速和快速光研究在微波和毫米波光子学等应用中具有巨大的潜力,其次,这些应用可以通过在一组选定的技术中取得进展来实现目标,”Santagiustina说。

光信号已经用于通过光缆进行通信,但尚未直接存储或用于计算。这将需要减慢光信号的速度,以便它们可以在一个小区域内缓冲,并且可以通过利用“快速和慢速”光效来实现。在真正的光子计算到来之前,例如在通信网络中建立光学互连的前景更为明显,这将减少延迟,即信号从源到目的地所需的时间。在全球化时代,通信网络所施加的延迟已成为一个重要问题,在这个时代,不同大陆的计算机正在合作完成需要在几分之一秒内快速执行的任务。

“快速和慢速”光的另一个更直接的应用可能来自处理超宽带微波信号的能力,用于移动电话和无线LAN的无线电通信。可以利用“快速和慢速”光直接通过光纤传输无线电频率,使连接基站或无线接入点变得更容易,更便宜和更有效。“光纤无线电是一个注定要在不久的将来发展的现有应用领域,”Santagiustina说。“这一领域也将代表光子/电子融合向前迈出的重要一步。在该领域,由慢速和快速光装置提供的延时/相移可以产生前所未有的功能。”

其中一些功能尚未构思,但基本点是将光子学与电子技术融合可减少延迟并增加可用带宽,降低成本并提高通信容量。

2007年10月,意大利威尼斯举办了“慢慢光:基本问题和应用”研讨会。每年,ESF支持所有科学领域的大约50个探索性研讨会。