电光设备为更快的计算存储器和处理器提供解决方案

 
牛津大学Harish Bhaskaran的高级纳米级工程研究小组的科学家开发了首个可以用光子或电子编程的集成纳米级设备。
与明斯特和埃克塞特大学的研究人员合作，科学家创造了一种首创的电光设备，该设备架起了光学和电子计算领域的桥梁。这为实现更快，更节能的内存和处理器提供了一种优雅的解决方案。
以光速进行计算一直是一个诱人但难以捉摸的前景，但是随着这一发展，它现在已经接近了。使用光进行编码和传输信息，可以使这些过程以光的极限速度极限发生。尽管最近已通过实验证明了将光用于某些过程，但仍缺乏与传统计算机的电子体系结构接口的紧凑型设备。电气和基于光的计算的不兼容性从根本上源于电子和光子在其中进行交互的不同体积。电气芯片需要较小才能有效运行，而光学芯片则需要较大，因为光的波长大于光的波长。电子。
为了克服这个具有挑战性的问题，科学家们提出了一种解决方案，将光限制在纳米尺度上，正如他们在2019年11月29日发表于《科学进展》上的论文《具有双电光功能的等离子纳米间隙增强型相变器件所详述的那样。允许他们通过所谓的表面等离激元极化将光压缩成纳米大小的体积。尺寸的显着减小以及能量密度的显着提高，使它们能够弥合光子与电子之间明显的不相容性，以进行数据存储和计算。更具体地，显示出通过发送电或光信号，光敏和电敏材料的状态在分子序的两个不同状态之间转换。此外，该相变材料的状态通过光或电子设备被读出，从而使该器件成为具有非易失性特性的第一电光纳米级存储单元。
研究生，第一作者，第一作者尼古拉斯·法玛基迪斯(Nikolaos Farmakidis)说：“这是在计算领域，尤其是在需要高处理效率的领域中非常有希望的发展之路。”
合著者内森·扬布洛德(Nathan Youngblood)继续说道：“这自然包括人工智能应用程序，在许多情况下，对高性能，低功耗计算的需求远远超出了我们目前的能力。人们相信，将基于光的光子计算与其电气对等技术相结合是一种是下一章CMOS技术的关键。”