哈佛研究团队展示声学计算芯片 采用铌酸锂调制器对数据进行编码

摘要:

传统计算机芯片依靠电力运行,但我们也听说过新颖的光子芯片。不过本文要为大家介绍的,则是哈佛大学科学家们展示的一款“声波”芯片。据悉,计算机芯片和电路能够通过特殊的介质调制来发送和处理数据,但最常见的还是让电子流过晶体管等组件,并将数据编码为 0 或 1(多以高低电平来区分)。

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资料图(来自:Linbo Shao / Havard SEAS

光芯片可调制光子、并将之发送到狭窄的波导通道中,以在芯片周围传输数据。而在以声波形式来传递数据的新型芯片中,其原理也与之大同小异。

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研究配图 - 1:LN 电声平台

据悉,哈佛团队使用铌酸锂(lithium niobate)材料打造了一种调制器,特点是能够根据电场改变其弹性并产生声波。

通过细致调节该电场,调制器便可控制声波的相位、振幅和频率 —— 在将数据发送到波导通道前,对其中包含的数据信息进行编码。

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研究配图 - 2:电声相位调制

研究团队称,与使用电磁波的芯片相比,声波芯片具有一些潜在优势。比如很容易被限制在微小的波导结构中、而不会产生相互干扰,但也能够与系统其它部分产生强烈的相互作用。

研究作者、高级工程师 Marko Loncar 表示:“声波有望成为量子和经典信息处理的片上载体,但此前声学集成电路一直未能实现以低损耗、可扩展的方式控制声波的突破”。

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研究配图 - 3:电声调幅

好消息是,在这项最新工作中,他们已经展示了如何在铌酸锂集成平台上控制声波,为后续的声学集成电路应用奠定了一个坚实的基础。

在展示了首个有源声波芯片的功能之后,目前哈佛研究人员正在努力构建更复杂的声波电路,同时研究如何将此类组件连接到量子计算机上(比如超导量子比特)。

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研究配图 - 4:声波的非互易相位调制

有关这项研究的详情,已经发表在 2022 年 6 月 6 日出版的《自然·电子学》(Nature Electronics)期刊上。

原标题为《表面声波的电气控制》(Electrical control of Surface acoustic waves》。

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