研究揭示了可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能信息處理和復(fù)雜數(shù)據(jù)安全的技術(shù)

馬里蘭大學(xué) (UMD) 研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究顯示，先進(jìn)的信息處理技術(shù)為數(shù)百萬(wàn)人提供了更環(huán)保的電信和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)安全性。

一種可以使用少量光處理信息的新設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能和安全的通信。由 UMD 材料科學(xué)與工程系 (MSE) 助理教授 You Zhou 領(lǐng)導(dǎo)的研究工作，與美國(guó)能源部 (DOE) 布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員合作，今天發(fā)表在《自然光子學(xué)》雜志上。

光開(kāi)關(guān)是負(fù)責(zé)通過(guò)電話信號(hào)發(fā)送信息的設(shè)備，依靠光作為傳輸介質(zhì)，依靠電作為處理工具，需要一組額外的能量來(lái)解釋數(shù)據(jù)。周設(shè)計(jì)的一種新替代方案僅使用光來(lái)為整個(gè)傳輸提供動(dòng)力，這可以提高電信和計(jì)算平臺(tái)的速度和能源效率。

該技術(shù)的早期測(cè)試顯示出顯著的能源改進(jìn)。傳統(tǒng)的光開(kāi)關(guān)需要 10 到 100 飛焦耳才能實(shí)現(xiàn)通信傳輸，而周的設(shè)備消耗的能量少了一百倍，僅為十分之一到一飛焦耳。通過(guò)一種被稱為“非線性響應(yīng)”的材料特性，構(gòu)建了一個(gè)能夠使用少量光進(jìn)行信息處理的原型，這為他的研究小組的新機(jī)會(huì)鋪平了道路。

“實(shí)現(xiàn)強(qiáng)非線性是出乎意料的，這開(kāi)辟了一個(gè)我們以前沒(méi)有探索過(guò)的新方向：量子通信，”周說(shuō)。

為了建造該設(shè)備，周使用了功能納米材料中心 (CFN) 的量子材料壓機(jī) (QPress)，這是美國(guó)能源部布魯克海文實(shí)驗(yàn)室科學(xué)辦公室的用戶設(shè)施，為開(kāi)展開(kāi)放研究的科學(xué)家提供免費(fèi)使用世界一流設(shè)備的機(jī)會(huì)。 QPress 是一種自動(dòng)化工具，用于合成層薄如單個(gè)原子的量子材料。

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