超越电子：一项革命性创新引领光学计算和通信创新
在信息技术飞速发展的今天，计算机处理速度和数据传输效率成为制约技术进步的瓶颈。科学家们不断探索新的方法来突破现有技术的限制，尤其是在处理器速度和数据传输方面。一项革命性创新通过使用光而不是电来控制数据处理和存储方式，从而克服传统电子开关的局限性，开启信息技术的新纪元。这一创新不仅可能彻底改变计算机硬件的基本工作原理，也预示着处理速度和数据传输效率的巨大飞跃。现在，让我们更深入地了解这一重大突破。
根据《自然·通讯》的报道，美国能源部阿贡国家实验室和普渡大学的研究人员最近发明了一种新型的全光开关，这种开关用光而不是电来控制数据在芯片上的处理和存储方式。传统的计算机处理器由于电子开关的限制，几乎已经达到了“时钟速度”的上限，而时钟速度是衡量处理器打开和关闭速度的指标。
这项研究团队使用两种不同的材料制作了一种光开关，每种材料的开关时间都不同。其中一种材料是铝掺杂的氧化锌，其开关时间在皮秒范围内；另一种材料是等离子体氮化钛，其开关时间在纳秒范围内，是前者时间的100多倍。相比于传统计算机芯片，全光开关理论上能以比传统计算机芯片快1000倍的速度操作这些芯片，因为使用光学元件而不是电子电路时，没有阻容延迟。
全光开关的双金属特性使其具有多种用途，可以根据使用的光波长的不同来实现吸收或反射光的作用。在实验配置中，当被光束激活时，开关材料会切换状态，起到控制数据在芯片上的处理和存储的作用。
控制全光开关的速度对于优化其在各种应用中的性能至关重要。这项研究为开发具有高度适应性的高效开关提供了希望，可以应用于增强型光纤通信、光计算和超高速计算技术等领域。调整开关速度的能力还有助于弥合光通信和电子通信之间的差距，实现更快、更高效的数据传输。
综上所述，全光开关的研究进展为计算和通信设备的设计提供了宝贵的见解，为实现更快、更高效的数据处理和传输铺平了道路。
