新型光學裝置為超級計算機提速

　　美國每日科學網站12月22日報道題：更強大的超級計算機？新裝置或可傳輸光信息。

　　研究人員們已經研制出一種新型光學裝置，其體積極小，一個計算機芯片就足以安裝數百萬個這種裝置。該裝置可提高信息處理速度和能力，讓超級計算機變得更快、更強大。

　　這種“無源光學二極管”是由兩個微小的硅質環狀物制成的，環狀物的直徑僅有10微米，大約是人的一根頭發直徑的1/10。與其他光學二極管不同，這種“無源光學二極管”無需外部能源就能傳播信號，還很容易被集成到計算機芯片上。

　　珀杜大學電子和計算機工程學副教授齊明豪說，這種二極管可進行“非交互性傳輸”，即單向信號傳輸，由此可具備信息處理能力。

　　齊明豪解釋說：“這種單向傳輸是邏輯電路的最基本要素。因此，我們研制的這種二極管為實現光信息處理敞開了大門。”

　　雖然光纜可用于跨洋和跨大洲傳輸海量數據，但其信息處理速度會變慢，傳輸數據也容易遭到網絡攻擊，因為光學信號須轉換成電子信號才能在計算機上使用，反之亦然。

　　研究人員說：“進行這種轉換需要十分昂貴的設備。而你希望能做到的是，將這種光纖直接插入計算機而無需進行轉換，那樣的話，你就可以獲得大量帶寬，安全方面也會大有保障了。”

　　研究人員樊麗(音)說：“這些二極管非常小，它們身上還有一些特性也很有吸引力。這些二極管或可成為未來光子信息處理芯片的零部件。”

　　用這種新型光學二極管就無需進行光學-電子信號的轉換了，因此有可能提高信息處理速度和安全度。這種裝置現已接近投入商業生產。使用這種新型光學二極管將多個處理器連接起來，還有可能提高超級計算機的信息處理速度和能力。

　　研究人員利奧·瓦爾蓋塞說：“當今導致超級計算機受限的一個主要因素就是，系統內各種獨立的超級芯片進行信息傳輸的速度和帶寬。我們研制的這種光學二極管或可成為光互聯通信系統的一個組成部分，而該系統或許就可以解決這樣的瓶頸問題了。”

　　激光器以通信用波長發出的紅外線通過光導纖維，并由被稱為“波導管”的微結構進行控制。紅外線會按順序通過兩個硅質環狀物，并在微型環狀物內進行“非線性相互作用”。根據先進入哪個環狀物，光束要么向前通過，要么向后耗散，從而完成單向傳輸。環狀物還可通過“微加熱器”加熱的方式進行調整。微加熱器會改變傳輸波長，因此可對范圍廣泛的波段加以處理。