基于光的计算机有可能超过传统的电子芯片设

计算机使用光而不是使用电来传输和处理数据的话，让它完成相同的任务速度能更快，而且还省电。

芬兰阿尔托大学的ZhangYi和光计算机

基于光的计算机是一种新型计算机，它使用光而不是电，计算速度快，节省能源和空间。

计算机芯片由数百万个或者数十亿个逻辑门组成。这些微小的组件执行最基本的操作，例如检查一个数据位是否与另一个数据位匹配。正是通过对这些逻辑门的各种组合应用，计算机才能完成下载文件、播放视频、运行电子游戏等任务。

传统的芯片通过传输电子来工作，但芬兰阿尔托大学的ZhangYi和他的同事们已经成功地创造出了光逻辑门，通过光来完成同样的工作。

光计算机以前就被创造出来过，但它们需要用到复杂的硬件，并且应用范围有限。Zhang说，这些新的光逻辑门使用只有0.65纳米厚的二硫化钼晶体，用现有的制造技术制成，即使设计成很小的包装形态也能完成通用任务。

因为光子在电路中的移动速度比电子快，这可以加快计算速度，而且因为它们是在没有阻力的情况下移动的，所以完成同样的工作使用的能量更少。

Zhang的团队使用的是圆偏振光办法。这是一种光波，它看起来是围绕其行进的轴旋转，可以顺时针旋转，也可以逆时针旋转。传统计算机中的数据位由正电荷或负电荷组成，表示为0或1，但在这种新型光计算机中，数据位由顺时针偏振光或逆时针偏振光表示。

在光计算机中，逻辑门由晶体材料制成，这些晶体材料对偏振光束的旋转方向敏感。通过使用光学滤波器和其他组件，这些光逻辑门可以组合重建成传统的逻辑门。

Zhang的团队演示了光逻辑门的工作机制，这些光逻辑门重建了传统的逻辑门，包括XNOR、NOR、AND、XOR、OR和NAND。它们都对数据执行了相应的逻辑操作。这个团队还演示了针对数据进行的这些逻辑运算可以平行进行而不是按先后顺序进行，这可能会为计算效率和速度的大幅提高铺平道路。

Zhang说：“我们希望未来能够制造出全光计算机。光学芯片相对于传统芯片的最大优势是其速度超快。此外，光具有平行处理能力，能耗更低，而电子设备由于电阻而消耗更多能量。”

Zhang表示，未来的工作将侧重在研究如何使用光逻辑门来创造经典计算机和量子计算机的合成计算机或创造光量子逻辑门。这是因为量子计算研究的一个常见分支已经在使用光子来传输数据。

以上内容译自《新科学家》杂志年12月9日发表的文章。

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