利用聲光子間特有性質(zhì)，悉尼大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研制出光子芯片存儲(chǔ)和傳輸技術(shù)。

量子計(jì)算機(jī)想要成為現(xiàn)實(shí)，其中的一大難點(diǎn)就在于如何實(shí)現(xiàn)對(duì)量子的操縱。最近集成電路中相干聲振動(dòng)聲子的控制和操縱引起了極大的關(guān)注，因?yàn)槁曌涌梢宰鳛樯漕l和光信號(hào)之間的鏈接，為量子之間的通信提供通道，并且它是一種先進(jìn)的信號(hào)處理方式。

早前，已經(jīng)存在基于光的操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)光的存儲(chǔ)，但是受限于帶寬限制，真正達(dá)到對(duì)光子的處理一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。

近日，在《自然通訊》雜志上的一篇文章詳細(xì)描述了澳大利亞悉尼大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)所做的工作，在這項(xiàng)工作中，他們演示了具有千兆赫帶寬光學(xué)信息的相位和幅度的存儲(chǔ)，并展示了在可忽略的串?dāng)_下對(duì)不同波長(zhǎng)的操作。

文中，研究人員指出，雖然光子-聲子-光子之間的轉(zhuǎn)移可以是完全相干的，但是基于這種方法實(shí)現(xiàn)信息傳輸和處理存在三個(gè)主要挑戰(zhàn)：

1.任何實(shí)際的光緩沖器至少需要千兆赫茲的帶寬。

2.光數(shù)據(jù)傳輸方案通常需要利用多個(gè)波長(zhǎng)信道來(lái)增加總體容量；這就意味著存儲(chǔ)過(guò)程需要在寬頻率范圍（大量通道）上工作，并且光信號(hào)的各段頻率之間沒(méi)有干擾。

3.實(shí)際的光學(xué)緩沖器必須是可以集成的，并且能夠與其他硬件組件接口兼容。

據(jù)了解，在實(shí)驗(yàn)中，他們通過(guò)利用在平面集成波導(dǎo)中的自由聲子演示了這種不同于傳統(tǒng)的相干光存儲(chǔ)方法，隨后利用受激布里淵散射（SBS）將光學(xué)信息相干地傳遞到聲學(xué)超聲波，以展示基于集成平面光波導(dǎo)的相干緩沖過(guò)程。反之，他們利用相反的過(guò)程提取光信息。

除了演示，研究團(tuán)隊(duì)還證明了傳輸過(guò)程的完全相干性。此外，研究人員表示，此實(shí)驗(yàn)中的緩沖實(shí)現(xiàn)不依賴結(jié)構(gòu)共振，因此對(duì)其的操作不限于窄帶寬或單波長(zhǎng)操作，并且他們利用聲波和光波之間獨(dú)特的相位匹配條件，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)無(wú)串?dāng)_的存儲(chǔ)和傳輸。

顯然，這項(xiàng)技術(shù)將光子微芯片的研制推上了日程，也將推進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展。據(jù)悉，利用該技術(shù)制造的計(jì)算機(jī)具有免受電磁干擾和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，且該光子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度至少是普通計(jì)算的20倍。

如需了解詳細(xì)技術(shù)信息，請(qǐng)點(diǎn)擊如下鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-017-00717-y

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