《自然》：无需冷却，光学“晶体管”或让计算机速度提升1000倍

纳米技术和单分子光谱学的最新进展为新兴低成本有机量子光学技术铺平了道路，这些技术在环境条件下运行的有用器件中具有潜在的应用前景。晶体管常在数字电路中用作电子开关。传统的晶体管基于电子，耗能高且需要冷却设备。

在一篇新研究中，一个国际研究小组发明了基于光子的光学开关元件，实现了类似传统晶体管的功能。这种元件在具备高性能的同时非常节能，且不需要冷却，有望在新一代计算机中取代传统晶体管。

在实验中，该光学元件在室温下，仅用一个光子就能进行开关状态切换，耗能仅为现代大多数电子晶体管的几十分之一。该光学“晶体管”每秒能完成1万亿次运算，比现今顶尖的晶体管快100-1000倍。

除了作为开关，它还能作为连接组件，以光信号的形式在设备间传输数据，或是作为放大器，将入射激光束的强度提高23000倍。不过研究人员表示，目前的研究只完成了原理上的验证，若要构建全光学元件的处理器仍有待更充分的后续研究。

该研究以“Single-photon nonlinearity at room temperature”为题，发表在《自然》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03866-9