研究人員們已經(jīng)研制出一種新型光學(xué)裝置，其體積極小，一個(gè)計(jì)算機(jī)芯片就足以安裝數(shù)百萬(wàn)個(gè)這種裝置。該裝置可提高信息處理速度和能力，讓超級(jí)計(jì)算機(jī)變得更快、更強(qiáng)大。

這種“無(wú)源光學(xué)二極管”是由兩個(gè)微小的硅質(zhì)環(huán)狀物制成的，環(huán)狀物的直徑僅有10微米，大約是人的一根頭發(fā)直徑的1/10。與其他光學(xué)二極管不同，這種“無(wú)源光學(xué)二極管”無(wú)需外部能源就能傳播信號(hào)，還很容易被集成到計(jì)算機(jī)芯片上。

珀杜大學(xué)電子和計(jì)算機(jī)工程學(xué)副教授齊明豪說(shuō)，這種二極管可進(jìn)行“非交互性傳輸”，即單向信號(hào)傳輸，由此可具備信息處理能力。

齊明豪解釋說(shuō)：“這種單向傳輸是邏輯電路的最基本要素。因此，我們研制的這種二極管為實(shí)現(xiàn)光信息處理敞開(kāi)了大門。”

雖然光纜可用于跨洋和跨大洲傳輸海量數(shù)據(jù)，但其信息處理速度會(huì)變慢，傳輸數(shù)據(jù)也容易遭到網(wǎng)絡(luò)攻擊，因?yàn)楣鈱W(xué)信號(hào)須轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)才能在計(jì)算機(jī)上使用，反之亦然。

研究人員說(shuō)：“進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換需要十分昂貴的設(shè)備。而你希望能做到的是，將這種光纖直接插入計(jì)算機(jī)而無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，那樣的話，你就可以獲得大量帶寬，安全方面也會(huì)大有保障了。”

研究人員樊麗說(shuō)：“這些二極管非常小，它們身上還有一些特性也很有吸引力。這些二極管或可成為未來(lái)光子信息處理芯片的零部件。”

用這種新型光學(xué)二極管就無(wú)需進(jìn)行光學(xué)-電子信號(hào)的轉(zhuǎn)換了，因此有可能提高信息處理速度和安全度。這種裝置現(xiàn)已接近投入商業(yè)生產(chǎn)。使用這種新型光學(xué)二極管將多個(gè)處理器連接起來(lái)，還有可能提高超級(jí)計(jì)算機(jī)的信息處理速度和能力。

研究人員利奧·瓦爾蓋塞說(shuō)：“當(dāng)今導(dǎo)致超級(jí)計(jì)算機(jī)受限的一個(gè)主要因素就是，系統(tǒng)內(nèi)各種獨(dú)立的超級(jí)芯片進(jìn)行信息傳輸?shù)乃俣群蛶?。我們研制的這種光學(xué)二極管或可成為光互聯(lián)通信系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，而該系統(tǒng)或許就可以解決這樣的瓶頸問(wèn)題了。”

激光器以通信用波長(zhǎng)發(fā)出的紅外線通過(guò)光導(dǎo)纖維，并由被稱為“波導(dǎo)管”的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制。紅外線會(huì)按順序通過(guò)兩個(gè)硅質(zhì)環(huán)狀物，并在微型環(huán)狀物內(nèi)進(jìn)行“非線性相互作用”。根據(jù)先進(jìn)入哪個(gè)環(huán)狀物，光束要么向前通過(guò)，要么向后耗散，從而完成單向傳輸。環(huán)狀物還可通過(guò)“微加熱器”加熱的方式進(jìn)行調(diào)整。微加熱器會(huì)改變傳輸波長(zhǎng)，因此可對(duì)范圍廣泛的波段加以處理。