美國科學家近日在最新一期《科學》雜志發(fā)表論文稱,,他們揭示了一種“螺旋渦流形激光”,這種激光能將信息編碼成卷,,因此能比傳統(tǒng)激光更快速地傳輸更多信息,,這一研究有望使計算行業(yè)產(chǎn)生變革。
研究人員表示,,科學家們可借助最新研究找到新方法,,讓計算機變得更小、更快,、更廉價,。該研究聯(lián)合作者、布法羅大學工程和應用科學學院助理教授馮亮(音譯)表示:“為了耗費更少能量傳輸更多信息,我們需要重新思考機器內(nèi)部的零件,?!?/p>
數(shù)十年來,科學家們的解決辦法是將更多元件“塞”在一塊硅基計算機芯片上,,但現(xiàn)有方法面臨一個瓶頸:近年來,,由于已接近硅晶芯片原子極限,維持芯片行業(yè)50年的神話“摩爾定律”似乎就要失效,。
研究人員提出了光通信技術等各種辦法來解決這一問題,。光通信技術用光來攜帶信息,有各種各樣光通信的例子:從古老的燈塔到現(xiàn)在的光纖光纜等,,而激光處于目前光通信領域的核心位置,。
科學家們一直在采用各種方式操控激光,最常見的是讓不同信號以一個路徑行進,,以攜帶更多的信息,,但目前,這些技術—尤其是波分復用(WDM)和時分復用(TDM)都達到了極限,。
布法羅大學的工程師們另辟蹊徑,,使用軌道角動量這一光操作技術來推動激光技術的發(fā)展。軌道角動量技術讓激光采用螺旋模式分布,,中央有一個渦旋,。盡管這一螺旋渦流形激光對于現(xiàn)有電腦來說太大而無法工作,但科學家們能將其縮小到與計算機芯片兼容,。由于激光束沿螺旋模式行進,,能將信息編碼成不同的渦流,因此,,它能攜帶的信息量是線性移動的傳統(tǒng)激光的10倍以上,。渦流激光是許多設備,如先進的發(fā)射機和接收機的組件,,對建造更強大的計算機和數(shù)據(jù)中心來說也不可或缺,。