瑞士聯(lián)邦理工學院(Swiss Federal Institute of Technology,ETH Zurich)的研究人員宣布,已利用單分子(molecule)開發(fā)出一種光學晶體管。
透過將激光束集中在單分子上,ETH Zurich的科學家只用單個分子就產生雷射光運作的基本條件──受激發(fā)射(stimulated emission)。由于在低溫下,分子會增加它們的外表面積(apparent surface area)來跟光線互動,因此研究人員將分子冷卻到攝氏零下272度,也就是只比絕對零度高1度。
在受控制的模式下,利用一道激光束來讓單個分子進入量子態(tài)(controlled fashion),研究人員如此能明顯的縮減或是放大第二道激光束。這種運作模式與傳統(tǒng)的晶體管如出一轍;晶體管內的電位(electrical potential)能用來調變第二個訊號。不過ETH Zurich并未透露其單分子的化學方程式。
由于其性能與散熱效能的優(yōu)勢,光學運算技術是科學家們長期追求的目標;光子(photon)不僅發(fā)熱比電子少,也能達到高出相當多的數據傳輸速率。不過光通訊技術卻只能逐步地從長距離
通訊,進展到短距離通訊,再進入單系統(tǒng)中。
盡管如此,包括電動(electronically-operated)與光動(optically-operated)的光學交換器,都已經被開發(fā)出來。ETH Zurich的物理化學實驗室教授Vahid Sandoghdar表示,光子技術與目前的電子技術相較,就很像今日的IC之于1950年代的真空管放大器。
ETH Zurich所開發(fā)的單分子光學晶體管,也有助于催生量子計算機。Sandoghdar表示,要在晶體管內用光子來替代電子,還需要很多年的時間;在此同時,科學家也在研究如何巧妙運用并控制量子系統(tǒng),以實現(xiàn)量子計算機的夢想。