據（jù）物理學家（jiā）組（zǔ）織（zhī）網7月4日報道，美國麻省理工學院（yuàn）（MIT）電子研究實驗室（RLE）、哈佛大學以及奧地利維也納技術（shù）大學的（de）科學家們在最新一（yī）期《科學》雜誌撰文指出，他們研製出了一種由單個光（guāng）子控製的全光開關，新的全光晶體管有望讓傳統計算機和量子計算機都受益。

      新的全光開關的核心是一對（duì）高度反光的鏡子。當開關打開時，光信號能穿過（guò）這兩麵鏡子，當開關關閉時，信（xìn）號中約20%的光能穿過鏡子。如此一來，這對鏡子就構成了所謂的光學（xué）共（gòng）振器。該研究的領導者、MIT物理學教授弗拉達?烏勒（lè）提解釋道，如果鏡子間的（de）距離根據光的波長精確地調整，那麽，對某些波長的光來（lái）說，鏡子就是透明的，這就是默認的“開”狀態。

      在ERL的實驗中，兩（liǎng）麵鏡子間的空腔內充滿（mǎn）了超冷的銫原子組（zǔ）成的氣體。一般情況下，銫原子（zǐ）與穿過（guò）鏡子的光“井水不犯河水”。但（dàn）如果某個“門（mén）光子”以不同的角度射入兩麵鏡子的中間，將一個（gè）原子的（de）一個電子（zǐ）推入更（gèng）高能態，它就會改（gǎi）變空腔的（de）物理特性，使光無法再通過空腔，令開關關閉。

      隨著傳統計（jì）算機芯片上簇擁的晶體（tǐ）管越來越多，芯（xīn）片的能耗與日俱增且變得更熱，這款全光晶體管或許可（kě）以解決這兩個問題。當然（rán），超冷的原子雲團並非（fēi）網絡服（fú）務器內晶體管的理想設計方案（àn）。烏勒（lè）提（tí）說：“對於經典計算（suàn）來說，這隻是（shì）一個概念性的實驗（yàn）。我們也能在光纖或固片內使用不純淨的原（yuán）子做出同樣的設備。”

      這款設備（bèi）可能對量子計算機（jī）來說（shuō）更有益（yì）處。量子（zǐ）計（jì）算依（yī）靠量子機製內在的不確定性來處理信息，其信息處（chù）理速度遠遠快於傳統機（jī）器。普通（tōng）的信息比特隻能代表0或者1，而量子比特以0和1的疊（dié）加狀態存在，這種模糊性使幾（jǐ）個量子比特可以（yǐ）被並（bìng）行（háng）處理，因此可以（yǐ）一次執（zhí）行多個運算。

      科學家們已經使用激光捕（bǔ）獲離子和核磁共振製造（zào）出了（le）原始的量子計（jì）算機，但很難讓量子比特保持疊加狀態，光子更容易保持疊加狀態，科學家們可據此製造出一係列處於疊加狀態的光學電路。更重要的是，烏勒提表示，傳統晶體管可以（yǐ）將（jiāng）電信（xìn）號內的噪音過濾（lǜ）掉，而量子反饋則能將量子噪音抵（dǐ）消，因此（cǐ），人（rén）們（men）能（néng）製造出通過其他方法無法（fǎ）獲得的量子狀態。

      這一（yī）開關也能用做目前還沒有的光探（tàn）測器：如（rú）果光子撞上了原子，光無法通過空（kōng）腔，這（zhè）意味該設備可以在不破壞光（guāng）子的情況下（xià）探測其蹤跡。

      斯坦福大學電子工（gōng）程學教授耶萊娜?烏克維斯則認為：“計算設備的能（néng）耗（hào）是一個大問題。新設備的美（měi）妙之處在（zài）於，它能真正在單光子狀態下開關，因（yīn）此，能量損失更小。應該可以在更容易整合進計算機（jī）芯片內的物理係統上重複該實驗。”