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光子和芯片立体电子芯片哪个更有优势

发布时间: 2019/1/3 16:25:07 | 709 次阅读

目前芯片已经发展到5纳米甚至3纳米,马上快逼近一纳米了,也就是达到的物理的极限。一旦发展到一纳米就不能再小了,这是所有芯片领域的一个无法逾越的瓶颈。未来提高相关电子产品的性能,有些企业噩耗科研院所正在研发三维立体芯片。也就是传统平面芯片虽然达到了物理极限,但是立体空降依然可以继续扩展,宛如芯片行业的枯树逢春。虽然立体芯片会使手机和电脑等电子产品的性能大幅度提高,但是继续发展下去依然会达到物理极限,立体芯片业不是没有边界永远持续发展下去的。当立体芯片业达到了物理极限,那么电子芯片将彻底退出历史舞台。会有什么新型芯片取代她呢?图片光子芯片无疑是取代传统芯片的最佳选项之一,光子芯片可用于电子信息对抗、武器装备研究、大数据处理和生命科学探索等领域,是未来实现神机妙算、引领时代变革的核心技术之一。

光粒子是一定物理层面上速度最快的粒子,光波具有不同的波长、频率、偏振态和相位信息,可以用来代表不同数据。利用光子芯片构建光计算系统,运算速度快、信息失真小、消耗能量低。理论上,光学计算机可以在启动的一瞬间完成所有信息处理,可对高复杂度、大数据量计算实时并行处理。美国科罗拉多大学研制的光子芯片,依靠“光子——电子”系统协同运转,单个芯片上整合了超过7000万个电晶体以及850个光子元件,具有逻辑处理电路、内存等功能,比现有的电子芯片运行速度快50倍。据科学估算,未来单个光子芯片将能同时执行100万个并行任务,大量光子芯片并行运算,数据处理能力可达到目前最庞大的电子芯片计算机的1000倍。

光学器件微型化脚步正悄然而至。2003年以色列lenslet公司公开展示了全球首枚嵌入光核心的商用光学数字处理器。该光处理器利用光栅卷积原理,实现了每秒8万亿次的数值运算。美国的IBM公司宣称已研制出微米级别的光开关,可利用比发丝还细的碳管实现光束数据传输,Intel公司也加大了硅光集成芯片的研发力度。

采用光子芯片不仅可以提升计算机的运算速度,更可以轻松实现对人脑思维的模拟,人工智能水平将得到巨大提升。由布里斯托大学和日本电报电话公司共同研制的量子光学芯片,将光子当成可自由组合的“积木”一样编码排列,能快速切换数据状态,可使机器设备变得更“聪慧”。

随着光电子技术的飞速发展,未来光子芯片将在军事安全、多媒体和智能终端、超级计算等领域大有用武之地。利用光子芯片搭建量子计算机,能灵活模拟现有数字计算机的任意工作状态,将广泛应用于武器装备设计制造、情报获取和分析处理、战争设计与战场模拟、卫星导航定位等诸多领域。美国航空局目前正在研制新一代超级计算机系统,光子芯片正是其中的“智慧大脑”。

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