我们使用的电子计算机都遵循摩尔定律,算力大约每两年翻一番。近年来,随着晶体管的小型化接近物理极限,进展正在放缓,因此研究人员开始聚焦量子或光子计算领域。
使用光子处理数据的计算机能够大幅降低数据中心的能耗,同时提升计算速度。近日,发表于《自然》的研究突破性解决了光子计算机运行中的一些实际问题。研究人员表示,这项技术已接近商业化应用。
研究人员探索了包括量子计算和光子计算在内的多种方案。尽管量子计算尚未实际应用,但光子计算却已进入设计芯片的阶段,例如新研究提出的芯片设计,已能执行真正的计算。更重要的是,制造电子计算机硅芯片的工厂也可以直接生产这些光子芯片。
相较电子计算机,光子计算机具有巨大的潜在优势。首先,光子在电路中的移动速度比电子快,可以加快计算速度并减少每一步计算间的停顿。其次,光子移动没有阻力且很少被芯片材料吸收,可以在更低能耗的情况下完成相同的工作,而电子计算机则需要消耗大量的能量来冷却。
尽管未透露具体时间,但研究人员表示该技术已接近商用,最可能的形式是与电子芯片协同工作,而不是完全替代它们,以处理特定任务。
(《中国科学报》4.11 蒲雅杰)

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