幾十年來,研究人員一直致力于把比以前更多的元件集成到硅基計算機(jī)芯片上。他們的成功解釋了為什么今天的智能手機(jī)擁有比20世紀(jì)80年代世界上最強(qiáng)大的計算機(jī)更高的計算能力,而那時候的超級計算機(jī)的造價換算成今天的貨幣的話,會達(dá)到數(shù)百萬美元之巨,而其尺寸與大文件柜差不多。
但研究人員正面臨著一個瓶頸,即現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會對數(shù)據(jù)的需求。雖然各方的預(yù)測有所不同,但許多人認(rèn)為這很可能會在未來五年內(nèi)發(fā)生。研究人員正以多種方式解決這一問題,包括利用光來傳輸信息的光通信技術(shù)。光通信的例子很廣泛,從古老的燈塔到現(xiàn)代用來看電視和上網(wǎng)瀏覽的光纖光纜。
激光器是當(dāng)今光通信系統(tǒng)的核心部件。研究人員已經(jīng)以各種方式來操縱激光,最常見的方式是將不同的信號匯集進(jìn)一條線路中,以攜帶更多的信息。但是這些技術(shù)特別是波分復(fù)用和時分復(fù)用也已經(jīng)達(dá)到了它們的極限。
布法羅大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊使用了另一種被稱為軌道角動量的光操縱技術(shù)來推動激光技術(shù)的進(jìn)步,該技術(shù)將激光放置在一個中心有渦流的螺旋圖案中。通常這樣的激光器對于應(yīng)用在目前的電腦上來說還是太大了,但是該團(tuán)隊成功地將渦旋激光器縮小到了與計算機(jī)芯片相比擬的程度。由于激光束沿著一個螺旋圖案傳播,信息被編碼成不同的渦旋曲線,因此它能比直線傳播的傳統(tǒng)激光器多攜帶十倍的信息量。
渦旋激光器只是所需的許多組件之一,要制造更強(qiáng)大的計算機(jī)和數(shù)據(jù)中心,最終還需要先進(jìn)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)等才能繼續(xù)。
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