计算机速度再升级:以色列科学家研发太赫兹量级光子芯片 2018-03-27

        据美国《每日科学》网站3月25日报道,以色列科学家提出了一种新型集成光子回路制备技术——在微芯片上使用闪存技术,有望使体型更小、运行速度更快的光子芯片成为现实,运算频率达太赫兹量级,从而将计算机和相关通信设备的运行速度提高100倍。

 

 

太赫兹是什么

 

        太赫兹(Tera Hertz,THz)是波动频率单位之一,又称为太赫,或太拉赫兹。等于1,000,000,000,000Hz,通常用于表示电磁波频率。早在2004年,美国政府将THz科技评为“改变未来世界的十大技术”之一,而日本于2005年1月8日更是将THz技术列为“国家支柱十大重点战略目标”之首,举全国之力进行研发。

 

        太赫兹的独特性能给通信(宽带通信)、雷达、电子对抗、电磁武器、天文学、医学成像、无损检测、安全检查(生化物的检查)等领域带来了深远的影响。由于太赫兹的频率很高,所以其空间分辨率也很高;又由于它的脉冲很短(皮秒量级)所以具有很高的时间分辨率。

 

研究成果&实际应用

 

        针对此次以色列科学家的研究成果,北京大学现代光学所陈建军研究员对科技日报记者说:到目前为止,研制太赫兹处理频率的微芯片面临两大挑战:芯片发热和难于扩展。但耶路撒冷希伯来大学物理学家乌列·列维博士及其团队,展示了新型光学器件制备技术的概念验证。

 

        该新技术结合了光通信的处理速度快和电子设备制造的可靠及可扩展性,有望解决上述两大“拦路虎”。光通信囊括所有使用光作为信息载体并通过光缆传输的技术,比如互联网、电话、云和数据中心等。光通信速度非常快,但在微芯片中,光通信变得不可靠,且难以大量重复。

        在最新研究中,列维团队利用金属氧化氮氧化硅(MONOS)结构,设计出一种在微芯片上使用闪存技术的新型集成光子回路。如果成功,将使目前标准的8—16千兆赫计算机的运行速度提高100倍,并使具有太赫兹运算频率的微芯片成为可能。

 

        列维强调:“新研究有助科学家研制出新的、功能更强大的无线设备,大幅提高数据传输速度——这是改变游戏规则的技术。现在,我们或许可以借助高精度和低成本的闪存技术制造任何光学设备。”

        陈建军说:“超小光子器件的高精度和可重复制备是实现集成光子芯片的重要保障。新技术绕开目前光子器件微纳加工精度低、重复性差的难题,把闪存技术引入到硅基光子器件加工中,实现了可靠的、可重复的光子器件的制备,对未来集成光子芯片的实现具有重要意义。”

(以上部分文章内容来源于科技日报)

 

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