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新型螺旋式光传输式路径提高信息传输速率十倍

作者:博亚体育app下载 时间:2021-08-16 00:03
本文摘要:一种新的基于光学的通信工具可以像涡流一样以较慢的循环运动来传输数据。近日公开发表在《科学》杂志上的一项研究中所叙述的这项光学进展,有可能沦为下一代计算机的核心组成部分,用作处置人类社会对信息分享的日益增长的市场需求。 它也可能会避免人们对摩尔定律过热的担忧——摩尔定律指出研究人员不会寻找新的方法来持续地使计算机显得更加小、更加慢、更加低廉。

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一种新的基于光学的通信工具可以像涡流一样以较慢的循环运动来传输数据。近日公开发表在《科学》杂志上的一项研究中所叙述的这项光学进展,有可能沦为下一代计算机的核心组成部分,用作处置人类社会对信息分享的日益增长的市场需求。

它也可能会避免人们对摩尔定律过热的担忧——摩尔定律指出研究人员不会寻找新的方法来持续地使计算机显得更加小、更加慢、更加低廉。“为了用于较少的能源来传输更好的数据,我们必须重新考虑这些机器的内部机理,”LiangFeng博士说道,他是布法罗大学工程与应用科学学院电气工程系由的助理教授。涡旋激光束的近距离图像该文章的另一位联合作者是布法罗大学的电气工程教授NataliaM.Litchinitser博士。另外的作者还有:布法罗大学博士生PeiMiao和ZhifengZhang;布法罗大学电气工程助理研究员JingboSun博士;布法罗大学博士后研究员WiktorWalasik博士;以及布法罗大学毕业,目前在意大利米兰理工大学教授StefanoLonghi博士。

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几十年来,研究人员仍然需要把比以前更好的元件构建到硅基计算机芯片上。他们的顺利说明了为什么2020-03-30 的智能手机享有比20世纪80年代世界上最强劲的计算机更高的计算能力,而那些那时候的超级计算机的耗资折算成2020-03-30 的货币的话不会超过数百万美元之虎,而其尺寸与大文件柜差不多。

但研究人员于是以面对着一个瓶颈,即现有技术早已无法符合社会对数据的市场需求。虽然各方的预测有所不同,但许多人指出这很可能会在未来五年内再次发生。

研究人员于是以以多种方式解决问题这一问题,还包括利用光来传输信息的光通信技术。光通信的例子很普遍,从古老的灯塔到现代用来看电视和网际网路网页的光纤光缆。

激光器是当今光通信系统的核心部件。研究人员早已以各种方式来操控激光,最少见的方式是将有所不同的信号汇聚入一条线路中,以装载更好的信息。但是这些技术——尤其是波分适配和时分复用——也早已超过了它们的无限大。布法罗大学领导的这个研究团队用于了另一种被称作轨道角动量的光操控技术来推展激光技术的变革,该技术将激光摆放在一个中心有涡流的螺旋图案中。

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一般来说这样的激光器对于应用于在目前的电脑上来说还是过于大了,但是布法罗大学领导的这个团队顺利地将涡旋激光器增大到了与计算机芯片互为相提并论的程度。由于激光束沿着一个螺旋图案传播,信息被编码成有所不同的涡旋曲线,因此它比起直线传播的传统激光器多装载十倍的信息量。涡旋激光器只是所需的许多组件之一,要生产更加强劲的计算机和数据中心,最后还必须先进设备的发射机和接收机等才能之后。

这项研究获得了美国陆军研究办公室,美国能源部和国家科学基金会的资助。


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