速度更快！新型微型开关能在几纳秒内改变计算机芯片中的光线方向

在计算机芯片之间传输光信号的微型开关可以帮助制造更快、更高效的电子产品。

光波比传统电路中使用的电流更容易携带信息，因为被称为光子的光粒子可以像电子一样快速穿过材料，而不像电子那样与周围环境相互作用。

但到目前为止，设计用来操纵这种携带数据的光波的机械开关运行速度相对较慢，而且需要不切实际的高电压才能工作。

11月15日，研究人员在《科学》杂志上报告说，现在，新设计的开关只需1伏特的电力，就能在不到百万分之一秒的时间内改变光的方向，这相当于普通电子设备使用的电压。

配备了这种新型开关设计的电子设备可以用光而不是电来处理数据，这有助于芯片处理速度更快，如自动驾驶汽车扫描周围的交通和行人，或从量子计算机中读出信息。

每个开关包括一个超薄金盘，金盘悬浮在硅板上。在开关上施加一个小的电压，迫使黄金圆盘像碗一样向上弯曲，或像雨伞一样向下弯曲。

在任何给定的时间，金圆盘的方向控制着通过附近一种被称为波导的线状结构的光是继续不间断地流动，还是改变方向。

许多相互连接的开关设计了不同电子元件之间的各种光信号的传输，可以帮助计算机执行复杂的操作。

新的开关可以在几十纳秒内改变光波的方向，而类似设备的转换时间有几微秒。

哥本哈根大学(University of Copenhagen)的物理学家列奥纳多·米多洛(Leonardo Midolo)没有参与这项研究，但他对这种新设计印象深刻。其他的设计则需要10伏特的电压。

他说，“它显示了这类设备进入现实世界使用的潜力”。

但米多洛说，研究人员应该尝试改进现有的模型，以便在将光波转换为新的波导时更好地保存光信号。

目前，一束光绕行时只能保持原来强度的60%。

他说，如果每个开关都能减掉原来光波的40%，那么只需几个开关，信息就会变得几乎完全不可读。

“这肯定是可以改进的地方。”

原文出处：

https://www.sciencenews.org/article/tiny-switch-redirects-light-between-computer-chips-nanoseconds，A tiny switch could redirect light between computer chips in mere nanoseconds，作者：Maria Temming