研究揭示了可以实现节能信息处理和复杂数据安全的技术

马里兰大学 (UMD) 研究人员领导的一项研究显示，先进的信息处理技术为数百万人提供了更环保的电信和强大的数据安全性。

一种可以使用少量光处理信息的新设备可以实现节能和安全的通信。由 UMD 材料科学与工程系 (MSE) 助理教授 You Zhou 领导的研究工作，与美国能源部 (DOE) 布鲁克海文国家实验室的研究人员合作，今天发表在《自然光子学》杂志上。

光开关是负责通过电话信号发送信息的设备，依靠光作为传输介质，依靠电作为处理工具，需要一组额外的能量来解释数据。周设计的一种新替代方案仅使用光来为整个传输提供动力，这可以提高电信和计算平台的速度和能源效率。

该技术的早期测试显示出显着的能源改进。传统的光开关需要 10 到 100 飞焦耳才能实现通信传输，而周的设备消耗的能量少了一百倍，仅为十分之一到一飞焦耳。通过一种被称为“非线性响应”的材料特性，构建了一个能够使用少量光进行信息处理的原型，这为他的研究小组的新机会铺平了道路。

“实现强非线性是出乎意料的，这开辟了一个我们以前没有探索过的新方向：量子通信，”周说。

为了建造该设备，周使用了功能纳米材料中心 (CFN) 的量子材料压机 (QPress)，这是美国能源部布鲁克海文实验室科学办公室的用户设施，为开展开放研究的科学家提供免费使用世界一流设备的机会。 QPress 是一种自动化工具，用于合成层薄如单个原子的量子材料。

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