數(shù)十年來，科學(xué)家們的解決辦法是將更多元件“塞”在一塊硅基計(jì)算機(jī)芯片上，但現(xiàn)有方法面臨一個(gè)瓶頸：近年來，由于已接近硅晶芯片原子極限，維持芯片行業(yè)50年的神話“摩爾定律”似乎就要失效。

研究人員提出了光通信技術(shù)等各種辦法來解決這一問題。光通信技術(shù)用光來攜帶信息，有各種各樣光通信的例子：從古老的燈塔到現(xiàn)在的光纖光纜等，而激光處于目前光通信領(lǐng)域的核心位置。

研究人員表示，科學(xué)家們可借助最新研究找到新方法，讓計(jì)算機(jī)變得更小、更快、更廉價(jià)。該研究聯(lián)合作者、布法羅大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院助理教授馮亮(音譯)表示：“為了耗費(fèi)更少能量傳輸更多信息，我們需要重新思考機(jī)器內(nèi)部的零件。”

美國(guó)科學(xué)家近日在最新一期《科學(xué)》雜志發(fā)表論文稱，他們揭示了一種“螺旋渦流形激光”，這種激光能將信息編碼成卷，因此能比傳統(tǒng)激光更快速地傳輸更多信息，這一研究有望使計(jì)算行業(yè)產(chǎn)生變革。

科學(xué)家們一直在采用各種方式操控激光，最常見的是讓不同信號(hào)以一個(gè)路徑行進(jìn)，以攜帶更多的信息，但目前，這些技術(shù)—尤其是波分復(fù)用(WDM)和時(shí)分復(fù)用(TDM)都達(dá)到了極限。

布法羅大學(xué)的工程師們另辟蹊徑，使用軌道角動(dòng)量這一光操作技術(shù)來推動(dòng)激光技術(shù)的發(fā)展。軌道角動(dòng)量技術(shù)讓激光采用螺旋模式分布，中央有一個(gè)渦旋。盡管這一螺旋渦流形激光對(duì)于現(xiàn)有電腦來說太大而無法工作，但科學(xué)家們能將其縮小到與計(jì)算機(jī)芯片兼容。由于激光束沿螺旋模式行進(jìn)，能將信息編碼成不同的渦流，因此，它能攜帶的信息量是線性移動(dòng)的傳統(tǒng)激光的10倍以上。渦流激光是許多設(shè)備，如先進(jìn)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的組件，對(duì)建造更強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)中心來說也不可或缺。