美國國家標準技術(shù)研究院(NIST)的研究人員及其同事開(kāi)發(fā)了一種光開(kāi)關(guān)，該光開(kāi)關(guān)可以將光從一個(gè)計算機芯片傳輸到另一個(gè)計算機芯片，速度僅為20億分之一秒，比其他同類(lèi)設備要快。緊湊型開(kāi)關(guān)是第一個(gè)在足夠低的電壓下工作以集成到低成本硅芯片上并以非常低的信號損耗重新定向光的開(kāi)關(guān)。

該交換機創(chuàng )紀錄的性能是邁向構建使用光而不是電來(lái)處理信息的計算機的重要的新步驟。依靠光子-光子-在計算機內傳輸數據比電子通信具有多個(gè)優(yōu)勢。

光子的傳播比電子快，并且不會(huì )通過(guò)加熱計算機組件而浪費能量。管理廢熱是提高計算機性能的主要障礙。數十年來(lái)，光信號已使用光纖在遠距離傳輸信息，但是光纖占用的空間太大，無(wú)法用于在計算機芯片上傳輸數據。

新的開(kāi)關(guān)結合了納米級的金和硅光學(xué)，電氣和機械組件，所有組件都密集地封裝在一起，以將光引導進(jìn)出微型跑道，并改變其速度并改變其行進(jìn)方向。(1納米等于一米的十億分之一，即人發(fā)的寬度的十分之一。)NIST領(lǐng)導的國際小組今天在《科學(xué)》雜志上在線(xiàn)描述了該設備。

NIST，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和馬里蘭大學(xué)的研究合著(zhù)者克里斯蒂安·哈夫納指出，該設備具有多種應用。在無(wú)人駕駛汽車(chē)中，該開(kāi)關(guān)可以快速重定向單個(gè)光束，該光束必須連續掃描道路的所有部分以測量與其他汽車(chē)和行人的距離。

該設備還可以使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中使用更強大的基于光的電路代替基于電的電路更加容易。這些是人工智能系統，可以模擬人腦中的神經(jīng)元如何做出有關(guān)模式識別和風(fēng)險管理等復雜任務(wù)的決策。