英國(guó)投資600萬英鎊（約995萬美元），推動(dòng)下一代低成本光信號(hào)（非電子信號(hào)）數(shù)據(jù)傳輸電路板的研究。該項(xiàng)目在英國(guó)南安普頓大學(xué)帶動(dòng)下，尋找一種廉價(jià)地大量生產(chǎn)硅光子芯片的方法，這種硅光子芯片可以用很少的功率高速處理大量的數(shù)據(jù)。
這項(xiàng)研究---從銅導(dǎo)線通信轉(zhuǎn)向移動(dòng)光纖通信用的計(jì)算當(dāng)量，有助于推動(dòng)硅光子學(xué)成為從電腦到電視到數(shù)字化的醫(yī)療保健系統(tǒng)的主流電子設(shè)備。
南安普頓的光電子研究中心（ORC）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人認(rèn)為，光子通信技術(shù)在核心系統(tǒng)中非常重要，目前正處在大眾市場(chǎng)的門檻上。最關(guān)鍵的是，該技術(shù)必須遵循一個(gè)積極低成本模式，這意味著與微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展類似的方法必需是光子。
該研究將致力于解決一些挑戰(zhàn)，包括下面幾個(gè)方面的發(fā)展：全面，低成本的測(cè)試系統(tǒng)；調(diào)整光學(xué)芯片與光纖的方法；擴(kuò)展光子電路的功能的方法；低功耗，高數(shù)據(jù)速率調(diào)制器；芯片內(nèi)置的低成本集成激光器。
該項(xiàng)目由工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)（EPSRC）資助，包括三個(gè)英國(guó)的工業(yè)合作伙伴（Oclaro公司，溫特沃斯實(shí)驗(yàn)室和夏普歐洲實(shí)驗(yàn)室），一個(gè)國(guó)際學(xué)術(shù)合作伙伴（ 韓國(guó)KAIST），也有可能與英國(guó)大學(xué)進(jìn)一步合作。
南安普頓大學(xué)
南安普頓大學(xué)，英國(guó)常青藤大學(xué)之一，羅素大學(xué)集團(tuán)成員之一，世界百?gòu)?qiáng)名校。源于1862年成立的哈特力學(xué)院，1902年成為倫敦大學(xué)下屬的一個(gè)學(xué)院，到了1952年他正式獲得皇家授權(quán)，成為大學(xué)。南安普頓位于英國(guó)南部沿海地區(qū)，距離倫敦大約80英里。學(xué)院教學(xué)實(shí)力雄厚，發(fā)展穩(wěn)固，學(xué)院近年來已經(jīng)與發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的高等院校建立教學(xué)聯(lián)系，現(xiàn)已發(fā)展成為一所擁有 7 所校區(qū)、容納幾千名學(xué)生的國(guó)際性院校。目前已經(jīng)有來自 100 多個(gè)國(guó)家的國(guó)際學(xué)生入讀南安普頓大學(xué)。
安普頓大學(xué)是羅素大學(xué)集團(tuán)研究類高校以及全球網(wǎng)際大學(xué)集團(tuán)成員之一，學(xué)校擁有17，000名本科生，7，000名研究生，是東南地區(qū)學(xué)生數(shù)量規(guī)模最大的高等院校。南安普頓大學(xué)重視研究，學(xué)校是獲得英國(guó)研究活動(dòng)資金最高劃分機(jī)構(gòu)之一，南安普頓大學(xué)的教育水平極高，在多項(xiàng)高校排名中始終名列前20位，在全國(guó)學(xué)生普查中經(jīng)常獲得十大最佳高校榮譽(yù)。2012-2013年QS世界大學(xué)排名第73，2011-2012年QS世界大學(xué)排名第75：；在2010年，泰晤士報(bào)世界大學(xué)排名中位于第81。
該大學(xué)以理工科專業(yè)為主，校區(qū)比鄰市中心，校區(qū)內(nèi)的標(biāo)志性建筑是引人注目的Gower大廈，哈特利圖書館、校園公寓、健康中心等都設(shè)在Gower大廈內(nèi)。除了理工科以外，南安普頓人文學(xué)院(Modern Language and Linguistic)在2012-2013年英國(guó)衛(wèi)報(bào)的大學(xué)學(xué)院評(píng)比，位居全英國(guó)第三，僅次于牛津與劍橋大學(xué)。其人文學(xué)院底下的英語(yǔ)教學(xué)(English Language Teaching)科系更是享譽(yù)盛名。學(xué)院的林蔭路校區(qū)以人文科學(xué)專業(yè)為主，有著120年歷史的英國(guó)溫徹斯特人文學(xué)院于1996年成為南安普頓大學(xué)人文學(xué)院的一部分。
南安普頓大學(xué)的工程學(xué)院在全英國(guó)所有與工程研究有關(guān)的大學(xué)中排名第一，是英國(guó)唯一的大學(xué)達(dá)到學(xué)術(shù)教育研究最高等級(jí)5星級(jí)的認(rèn)定。在最新的學(xué)術(shù)教育研究排名中顯示，該校的電子與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院（ECS）在全英國(guó)高校中排名第一，全球排名第五。
光纖光電子激光光學(xué)研究中心（Optoelectronics Research Centre）在光纖通信激光光學(xué)的研究與發(fā)展下，首創(chuàng)國(guó)際網(wǎng)際網(wǎng)路和全球電傳通信。為世界頂級(jí)光電子研究中心，享有極高的國(guó)際聲譽(yù)。
開發(fā)永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)
2011年，該研究中心的科學(xué)家首次研發(fā)出了玻璃存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器塊頭小，存儲(chǔ)能力強(qiáng)，而且，壽命長(zhǎng)達(dá)幾千年，大型機(jī)構(gòu)和公司的海量信息今后可以長(zhǎng)時(shí)間安全存儲(chǔ)其中。
他們使用激光讓玻璃塊中的原子重新排列，讓玻璃“變身”為新式存儲(chǔ)器。他們首先讓一束激光聚焦，隨后將名為三維像素（voxels）的小點(diǎn)銘刻進(jìn)純凈的石英玻璃內(nèi)，使玻璃變得有點(diǎn)模糊，光通過玻璃時(shí)會(huì)發(fā)生極化。極化過程改變了光通過玻璃的方式，制造出了極光漩渦，以此將信息記錄于玻璃內(nèi)。玻璃存儲(chǔ)器內(nèi)的信息閱讀方式與光纖內(nèi)數(shù)據(jù)的閱讀方式一樣，而且，其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)也可以利用激光進(jìn)行清除、重寫等操作。
近日，南安普頓大學(xué)的Jingyu Zhang，Mindaugas Geceviius，Martynas Beresna以及Peter G. Kazansky發(fā)表的一項(xiàng)研究中，展示了一種新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的有效期限在室溫條件下大約為3乘以10的20次方年，也就是說幾乎是無限長(zhǎng)的時(shí)間。這將開創(chuàng)永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的嶄新領(lǐng)域。
Jingyu Zhang表示：“在因特網(wǎng)發(fā)明50年后，在這個(gè)信息時(shí)代，正有越來越多的數(shù)據(jù)被生產(chǎn)出來。如此，如何在考慮材料物理老化的前提下長(zhǎng)期存儲(chǔ)數(shù)據(jù)就成為廣受關(guān)注的技術(shù)課題。很多個(gè)人，公司和政府部門都對(duì)永久性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)感興趣，并希望將其應(yīng)用于軍事，科學(xué)以及保密領(lǐng)域。目前在市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品中可以看到這一領(lǐng)域已經(jīng)取得了部分進(jìn)展，日本日立公司也開發(fā)了一款產(chǎn)品，可以將數(shù)據(jù)保存數(shù)百萬年之久。而我們相信此次我們給出的是針對(duì)這一問題的終極解決方案。”
研究人員解釋稱，傳統(tǒng)上，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與壽命以及容量之間存在一種權(quán)衡關(guān)系，因此那些可以存儲(chǔ)大容量信息的存儲(chǔ)介質(zhì)往往壽命就比較短。比如說物理學(xué)家們已經(jīng)展示一項(xiàng)技術(shù)，可以利用單獨(dú)的原子存儲(chǔ)海量信息，但在室溫條件下這種存儲(chǔ)介質(zhì)的維持時(shí)間僅有大約10皮秒(1皮秒=1萬億分之一秒)。
而此次研究人員給出的解決方案則完美解決了這個(gè)矛盾——它既擁有超長(zhǎng)壽命，同時(shí)也擁有巨大的容量。在存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，使用一個(gè)飛秒激光器發(fā)射超短波激光脈沖照射石英晶體。這樣這束激光就會(huì)在適應(yīng)晶體內(nèi)產(chǎn)生納米級(jí)小點(diǎn)，每一個(gè)小點(diǎn)攜帶3比特的信息。之所以可以讓每個(gè)小點(diǎn)攜帶3個(gè)比特的信息，是因?yàn)榧す饷}沖采用了多層編碼方式，即每一個(gè)小點(diǎn)都包含了三個(gè)不同的微層面結(jié)構(gòu)，其中紀(jì)錄了入射激光脈沖的強(qiáng)度和偏振性。運(yùn)用這項(xiàng)技術(shù)，一張CD或DVD大小的光碟，假設(shè)其擁有1000個(gè)記錄層，那么它的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量將達(dá)到數(shù)百個(gè)TB，這是一個(gè)非?？捎^的數(shù)字。接下來考察這種存儲(chǔ)系統(tǒng)的壽命問題。這一存儲(chǔ)系統(tǒng)的退化核心機(jī)制是其納米柵格之間的納米空洞的坍塌崩潰，一旦這些納米空洞崩塌，存儲(chǔ)在柵格結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)也就將隨之變得不穩(wěn)定并出現(xiàn)丟失。
研究人員計(jì)算了這一柵格系統(tǒng)退化的時(shí)間，這樣計(jì)算出來的結(jié)果便是這一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的壽命。計(jì)算的結(jié)果，在室溫下其壽命大約為3乘以10的20次方年。這顯示了其無與倫比的優(yōu)越性能。隨著環(huán)境溫度的上升，該系統(tǒng)的使用壽命會(huì)相應(yīng)減少，但即便是在189攝氏度的超高溫度環(huán)境下，其壽命仍然高達(dá)大約138億年，這已經(jīng)和我們所在宇宙的年齡相當(dāng)。
此前研究人員開發(fā)的光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)原理與這項(xiàng)技術(shù)有相似之處，但其不足之處就在于其數(shù)據(jù)的寫入過程太過緩慢，從而使其在現(xiàn)實(shí)世界中沒有實(shí)用價(jià)值。而此次新開發(fā)的方法將數(shù)據(jù)寫入速度較以往提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
未來，研究人員希望能進(jìn)一步改進(jìn)該系統(tǒng)的性能，如通過增加入射激光脈沖的偏振態(tài)或能級(jí)態(tài)數(shù)量來達(dá)到提升其存儲(chǔ)容量的目的。他們還打算進(jìn)一步提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)寫入速度，從目前的每秒大約6KB大幅提升至每秒120MB。
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