計算機速度可能每年都在提高，但如果用光脈衝(chong) 而不是電流來代表它的二進製代碼1和0，將給計算速度帶來質的飛躍。據每日科學網9月10日報道，美國賓夕法尼亞(ya) 大學研究人員用硫化鎘納米線製造出了第一個(ge) 全光光子開關(guan) ，並將其與(yu) 邏輯門結合，而這是計算機芯片處理信息的基本組成部分。研究人員指出，這是光子學前沿領域的重要進展，未來有望帶來用光計算的光子計算機。相關(guan) 論文發表在《自然納米技術》雜誌上。

　　研究由該校工程與(yu) 應用科學學院材料科學係副教授萊特斯阿加瓦爾和研究生布賴恩皮科尼共同指導。這一革新型開關(guan) 以他們(men) 早期的研究為(wei) 基礎。他們(men) 的早期研究顯示，硫化鎘納米線具有極強的光物質耦合性，用其操縱光線非常有效，而這種特性對開發納米光子電路至關(guan) 重要。現有的光控製裝置非常笨重，而且所需能量比電子設備更多。

　　對納米光子結構而言，最大的難題是讓光線進入，再加以處理，然後讓它們(men) 出去。阿加瓦爾說，我們(men) 的主要創新就是解決(jue) 了第一個(ge) 問題，使納米線本身成為(wei) 一種芯片上的光源。

　　他們(men) 先在納米線上刻下精確的縫隙，然後在第一段納米線輸入足夠能量，這樣其底端和縫隙就會(hui) 發出激光。由於(yu) 開始時他們(men) 隻用一根納米線，所以兩(liang) 段的端口完全匹配，第二段能有效吸收並傳(chuan) 輸來自第一段的光。阿加瓦爾說：當第二段接到激光，我們(men) 就發出另外的光，並關(guan) 閉納米線中正傳(chuan) 來的光。這樣它就成了一個(ge) 開關(guan) 。

　　研究人員能檢測從(cong) 第二段納米線端口發出的光的強度，以確保開關(guan) 能有效表現邏輯裝置中所用的二進製狀態。他們(men) 把兩(liang) 根納米線結合構成Y型，成功構建了一個(ge) 與(yu) 非門(表示在所有輸入為(wei) 1時返回輸出為(wei) 0)。這一與(yu) 非門功能完整，如果以正確的順序輸入，它們(men) 能做任何類型的邏輯運算，因而構成了通用計算機處理器的基礎。

　　在未來，我們(men) 可能會(hui) 看到消費電子產(chan) 品變成了消費光子產(chan) 品。阿加瓦爾說，這項研究表明這是可能的。