科学家研发新型纳米光子芯片 比MacBook Pro的处理器快数千倍

自无线电报和真空管时代以来，电子计算和通信已取得显着进步。事实上，当前消费设备所实现的处理能力和内存水平在几十年前是无法想象的。但随着计算和信息处理微型设备变得越来越小、越来越强大，这些设备正遇到量子物理定律强加的一些基本限制。

正因为这些限制，光子学可能是未来的突破口之一。光子学在理论上类似于电子学，但用光子代替电子。它们具有巨大的潜在优势，因为光子设备处理数据的速度可能比电子设备快得多，包括量子计算机。

目前，该领域的基础研究虽然非常活跃，但是缺乏实用所需的关键设备。不过，加州理工学院开发的新型光子芯片可能代表该领域的重大突破，特别是在启用光子量子信息处理器方面。它可以产生和测量光的量子态，这在以前只有笨重且昂贵的实验室设备才能实现。

铌锂是一种盐，其晶体在光学中有许多应用，是芯片的基础。芯片的一侧产生所谓的光压缩状态，并在另一侧进行测量。光的压缩状态，简单地说，就是在量子水平上减少“噪音”的光。压缩状态的光最近被用于提高 LIGO 的灵敏度，LIGO 是使用激光束探测引力波的天文台。如果您要使用基于光的量子设备处理数据，那么同样低噪音的光状态也很重要。

阿里雷萨·马兰迪（Alireza Marandi）表示：“我们实现的量子态质量超过了量子信息处理的要求，而这曾经是庞大的实验装置的领域。我们的工作标志着在集成光子电路中产生和测量光量子态的重要一步”。

马兰迪表示这项技术为最终开发以太赫兹（terahertz）时钟速率运行的量子光学处理器指明了前进的道路。相比之下，这比 MacBookPro 中的微电子处理器快数千倍。马兰迪说，这项技术有可能在未来五年内在通信、传感和量子计算中找到实际用途。