世界上首个使用偏振的超快光处理器面世，计算密度比电子芯片高几个数量级

据 Phys.org 报道，近日英国牛津大学研究人员在《科学进展》上发表了一篇论文，开发了一种使用光的偏振来实现最大化信息存储密度的设备。新研究使用多个偏振通道展开了并行处理，计算密度比传统电子芯片提高了几个数量级。

光具有可利用的特性，如不同波长的光不会相互影响，光纤可用于传输并行数据流。同样，不同偏振的光也不会相互影响，每个极化都可以作为一个独立的信息通道，使更多的信息可以存储在多个通道中，极大地提高了信息密度。

研究小组与埃克塞特大学的 C. David Wright 教授合作，开发了一种HAD（混合活性电介质）纳米线，使用一种混合玻璃材料，该材料在光脉冲照射时显示出可切换的材料特性。每条纳米线都显示出对特定偏振方向的选择性响应，因此可以使用不同方向的多个偏振同时处理信息。

▲混合纳米线可根据极化选择性地切换设备，图自牛津大学

利用这个概念，研究人员开发出了世界上首个利用光偏振的光子计算处理器。光子计算通过多个偏振通道进行，与传统电子芯片相比，计算密度提高了几个数量级。

▲图自牛津大学

IT之家了解到，随着传统电子芯片尺寸越来越小，芯片上的晶体管数量接近极限，摩尔定律也日益逼近“天花板”。这些年，科学家和工程师们开始为芯片发展寻找新的“增长点”，利用光子计算便是思路之一。十多年来，牛津大学材料系 Harish Bhaskaran 教授实验室的研究人员一直在研究使用光作为计算手段。

▲图自牛津大学

论文第一作者、牛津大学材料系博士生 June Sang Lee 表示：“我们都知道，光子相对于电子的优势在于，光在大带宽上速度更快，功能更强大。因此，我们的目标是充分利用这种光子学与可调谐材料相结合的优势，可实现更快、更密集的信息处理。”

领导这项工作的 Bhaskaran 教授表示：“这只是我们希望在未来看到的开始，这是对光提供的所有自由度的利用，包括偏振以极大地并行化信息处理，这一研究仍处于早期阶段。”