光子晶片開發獲"隐形鬥篷"相助：可使未來資料中心降低能耗

從《哈利·波特》的“隐形鬥篷”到《星際迷航》的羅慕倫隐身戰艦，這些一般隻存在于科幻小說或電影中。美國科研人員最近利用這些隐形原理，為微光子內建器件設計了一個特定裝置，其有助開發出較矽基晶片更小、更快、更節能的光子晶片。

未來的計算機、資料中心和移動裝置将用光子晶片代替電子晶片。每塊光子晶片中将包含數十億個光子器件，與以矽基晶片中半導體大緻相同的方式執行特定功能。但問題是，如果其中兩個光子器件過于靠近對方時将無法工作，因為兩者之間的漏光會導緻類似無線電幹擾的串擾。增加彼此距離可解決這一問題，但會使晶片變得很大。

猶他大學電氣和計算機工程系副教授拉傑什·梅農上司的團隊發現，在兩個光子器件間放置一個特殊的納米矽基屏障，可“欺騙”兩個光子器件互相無視。其原理類似于哈利·波特的“隐形鬥篷”，進入一個器件的任何光都會被反射回去，進而模拟出一種旁邊根本不存在鄰居的情形。這個屏障會将光推回原來的器件，使其誤認為周邊空無一物。

研究人員發表在最新一期《自然·通信》雜志上的論文稱，當數十億個這樣的光子器件裝入單個晶片中時，一個晶片就可以包含執行各項功能的更多器件。光子晶片使用光子而不是電子來傳輸資料，可望減少10倍至100倍的能耗，這對于耗電量巨大的資料中心來說是一個福音。

據美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室的研究，美國本土資料中心2014年的耗電量為700億千瓦時，占全美國電力消耗的1.8%，預計到2020年将再上漲4%。

梅農認為，這種技術最直接的應用将是類似于谷歌和facebook使用的資料中心。從電子轉向光子可讓計算機更高效，并對碳排放和能源消耗産生巨大影響。目前，光子器件大多用于高端軍事裝置，梅農預計完全基于光子的晶片将在未來數年被資料中心采用。

本文轉自d1net（轉載）