鑒于電子開關(guān)的局限性，傳統(tǒng)電腦處理器已接近“時(shí)鐘速度”極限?！皶r(shí)鐘速度”彰顯處理器開/關(guān)反應(yīng)之速率。《自然·通訊》近日披露，美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室與普度大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款全新全光開關(guān)，以光取代電指導(dǎo)芯片中數(shù)據(jù)的處理和儲(chǔ)存。

研究團(tuán)隊(duì)指出，以往幾代光學(xué)開關(guān)皆有限定開關(guān)周期，制造之時(shí)即設(shè)定于設(shè)備內(nèi)。本次他們采用兩款互異材料制造光開關(guān)，各自具備各異的開關(guān)周期。一款為鋁摻雜氧化鋅，開關(guān)期在皮秒范疇；另一款為等離子態(tài)氮化鈦，開關(guān)期間長達(dá)數(shù)百納秒，是前者的100多倍。

據(jù)悉，使用光電元件相較電子線路，無電阻電容延遲。這表明，理論上光芯片處理速度將以千倍優(yōu)于傳統(tǒng)方式。

研究顯示，開關(guān)轉(zhuǎn)換材料時(shí)間差異滿足開關(guān)靈活性需求，既可迅速存儲(chǔ)數(shù)據(jù)又能迅速傳輸信息。開關(guān)的雙金屬特性允許其根據(jù)光波長實(shí)現(xiàn)多種功能。試驗(yàn)裝置中，開關(guān)材料根據(jù)工作波長表現(xiàn)吸收或反射光的特性，激活后狀態(tài)便發(fā)生改變。

精確控制全光開關(guān)的速度對提升其各項(xiàng)運(yùn)用性能至關(guān)重要。此次成果為研發(fā)適應(yīng)性強(qiáng)且高效開關(guān)，用于拓展如增強(qiáng)型光纖通信、光計(jì)算及超級運(yùn)算等領(lǐng)域開辟廣闊前景。亦可借調(diào)換開關(guān)速度的工具，縮小光通信與電子通信的鴻溝，達(dá)成更為迅捷高效的數(shù)據(jù)流通。此項(xiàng)研究深入探究全光開關(guān)基本原理，為設(shè)計(jì)尖端計(jì)算與電信設(shè)備奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。