光通信技術使計算行業(yè)產生變革

數十年來，科學家們的解決辦法是將更多元件“塞”在一塊硅基計算機芯片上，但現有方法面臨一個瓶頸：近年來，由于已接近硅晶芯片原子極限，維持芯片行業(yè)50年的神話“摩爾定律”似乎就要失效。

研究人員提出了光通信技術等各種辦法來解決這一問題。光通信技術用光來攜帶信息，有各種各樣光通信的例子：從古老的燈塔到現在的光纖光纜等，而激光處于目前光通信領域的核心位置。

研究人員表示，科學家們可借助最新研究找到新方法，讓計算機變得更小、更快、更廉價。該研究聯(lián)合作者、布法羅大學工程和應用科學學院助理教授馮亮(音譯)表示：“為了耗費更少能量傳輸更多信息，我們需要重新思考機器內部的零件。”

美國科學家近日在最新一期《科學》雜志發(fā)表論文稱，他們揭示了一種“螺旋渦流形激光”，這種激光能將信息編碼成卷，因此能比傳統(tǒng)激光更快速地傳輸更多信息，這一研究有望使計算行業(yè)產生變革。

科學家們一直在采用各種方式操控激光，最常見的是讓不同信號以一個路徑行進，以攜帶更多的信息，但目前，這些技術—尤其是波分復用(WDM)和時分復用(TDM)都達到了極限。

布法羅大學的工程師們另辟蹊徑，使用軌道角動量這一光操作技術來推動激光技術的發(fā)展。軌道角動量技術讓激光采用螺旋模式分布，中央有一個渦旋。盡管這一螺旋渦流形激光對于現有電腦來說太大而無法工作，但科學家們能將其縮小到與計算機芯片兼容。由于激光束沿螺旋模式行進，能將信息編碼成不同的渦流，因此，它能攜帶的信息量是線性移動的傳統(tǒng)激光的10倍以上。渦流激光是許多設備，如先進的發(fā)射機和接收機的組件，對建造更強大的計算機和數據中心來說也不可或缺。