研究人员展示不需要通电的光学逻辑门

几十年来，科学家们一直梦想着制造出利用光而不是电来处理信息的计算机芯片。虽然我们目前的硅芯片速度快得惊人，但用光子取代电子可以让它们变得更快。现在，拜罗伊特大学和墨尔本大学的研究人员让我们离这一梦想更近了一步。

这项发表在《先进光学材料》杂志上的研究展示了完全用光进行简单逻辑运算的基本原理。

逻辑门是计算机处理器的组成部分。它们接受一个或两个二进制输入（1 和 0），并根据一组规则输出 1 或 0。将足够多的逻辑门以正确的配置连接起来，你就能创建从基本算术到运行手机上最新应用程序的各种电路。

在传统的电子逻辑门中，输入和输出都是微小的电流。该团队的突破表明，只用光信号也能实现同样的功能。虽然与商用芯片相比，这些演示仍是极其基本的，但它们证明了核心概念在最小尺度上也是可行的。

为了实现光基逻辑，科学家们使用了一种微结构聚合物球网格，在网格上，他们在阵列的同一位置连续写下了字母表中的字母。他们在这个网格上进行了数百次纯光学读取、写入和擦除循环。

科学家们之所以试图用光子取代电子，是因为光信号有可能比电子信号快得多。毕竟，光子是无质量的，可以以光速传播，而电子则不同，它受到质量和电荷的双重影响而速度减慢。在使用光缆的通信网络中，光已经证明了数据传输的速度有多快。

此外，研究人员还指出，利用光进行处理可以获得更多的数据通道，例如用不同的颜色和偏振对信息进行编码，而不是仅仅依靠信号强度。

拜罗伊特大学软物质光谱学系主任于尔根-科勒（Jürgen Köhler）教授博士解释说："对于光，您不仅可以利用信号强度（光子数量），还可以利用波长（颜色或频率）或偏振（振荡方向）来区分信号。"

那么，这是否就是我们所知的电子技术的终结？不太可能，至少不会很快。有关这一突破的新闻稿直言不讳地指出，他们的工作只是奠定了一些最基本的基础。

该报告指出："在非常遥远的未来，这一[突破]有朝一日可能成为新型光子逻辑门和微芯片的基础。"

现在还不要对全光 iPhone 或笔记本电脑抱太大希望。但也许我们今天离不开的电子产品只是光基计算的热身运动，就像真空管为晶体管铺平了道路一样。

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