據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站2月27日（北京時間）報道，在互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)行進(jìn)的數(shù)據(jù)會在用于傳輸?shù)墓庑盘柧�和用于處理的電信號之間來回轉(zhuǎn)換，因此，容易擁堵網(wǎng)絡(luò)，成為制約網(wǎng)絡(luò)速度的一個瓶頸。現(xiàn)在，日本科學(xué)家研制出了能耗更少、數(shù)據(jù)保存時間更長的新型光子存儲設(shè)備，讓信息不僅以光信號的形式傳播，還能以光信號的形式存儲和處理，有望讓互聯(lián)網(wǎng)變得更快速高效。研究發(fā)表在《自然·光子學(xué)》雜志上。

日本電報電話公司（NTT）的科學(xué)家多年來一直在研究這樣的設(shè)備，但以前研制出的設(shè)備耗能太多且不能讓數(shù)據(jù)保存很長時間。而新存儲單元的能耗僅為30納瓦，是以前設(shè)備的三百分之一；且能讓數(shù)據(jù)保存1微秒，是以前250納秒的4倍。該研究的主要作者、NTT光子納米結(jié)構(gòu)研究團(tuán)隊負(fù)責(zé)人納富政彌（音譯）表示，1微秒已足以對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

為了制造出這些光子存儲器，科學(xué)家們以一塊薄磷化銦平板開始其研究。在該平板中央，他們埋進(jìn)了另一種光子材料—磷化銦鎵砷的一段作為存儲單元，這段磷化銦鎵砷約4微米長、300納米寬�？茖W(xué)家們在磷化銦上蝕刻了一些納米小洞，制造出了一個結(jié)構(gòu)，其僅能傳輸某些波長的光；通過該存儲單元中間的一條通路則沒有被蝕刻，以引導(dǎo)光進(jìn)出。當(dāng)特定波長的光照射在該存儲單元上時，磷化銦鎵砷的折射率會發(fā)生變化，使其僅能傳輸一種光脈沖。他們使用激光器從光子存儲設(shè)備上閱讀信息或?qū)⑿畔�寫到光子存儲設(shè)備上，并使用另一個激光器提供穩(wěn)定的背景光以幫助存儲單元維持其狀態(tài)。

接下來，他們將四個這樣的存儲單元整合在了同一塊芯片上。納富政彌表示，將一百萬個這樣的存儲單元結(jié)合在一起制造出的設(shè)備能耗僅為30毫瓦，比閃存150毫瓦左右的平均能耗還低很多。他和同事正嘗試添加激光器和光探測器以將更多讀和寫光子存儲單元添加到同一塊芯片上。

納富政彌表示：“我們的第一個目標(biāo)是用這些存儲單元制造出網(wǎng)絡(luò)路由器或服務(wù)器中的存儲器；接著，我們希望取代高速計算機內(nèi)的隨機存取存儲器。”

加州大學(xué)伯克利分校電子工程與計算機科學(xué)系納米光電導(dǎo)體技術(shù)中心的主任常瑞華（音譯）教授對NTT研發(fā)出的設(shè)備表示興奮。她說：“互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)堵塞呈逐年上升的勢頭，用光子存儲單元進(jìn)行一些數(shù)據(jù)路由工作勢在必行。”

總編輯圈點

盡管半導(dǎo)體制造一直遵循著摩爾定律，在性能上不斷提升，但由于其材料電子性能的限制，這種提升空間已經(jīng)接近極限。信息工業(yè)的發(fā)展，到了必須依靠質(zhì)的突破來確保量的提升時刻，否則云計算、物聯(lián)網(wǎng)等都將是沒有效率和資源保障的空中樓閣。量子計算、光子傳輸和存儲都被看作發(fā)展方向，尋找新材料和新理論成為了突破口，當(dāng)前這些研究和突破看似瑣碎和渺小，卻是支撐戰(zhàn)略性新興信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

信息來源：科技日報