原标题：华人科学家在美国研发出性能强大的光子计算机，能够与中国的量子计算机一战高下！

在最近的《自然·纳米技术》杂志上，一篇来自美国哥伦比亚大学的论文在业界掀起了轩然大波，一位名叫虞南方的物理学助理教授成功率领团队开发出能够利用狭窄光路波导以及纳米天线高效进行对于光传播的掌控。

虞南方

传统计算机依赖大规集成电路中的半导体内的电子单向运动实现0与1，从而进行计算或储存。而光子计算机则利用光子集成电路，也就是利用类似集成电路中的半导体的部件控制光线在狭窄范围内传递从而实现数据的储存、传递和计算处理。

光子芯片整个运算过程依赖于对于光线强烈且精准的控制，光子的运动速度比集成电路中的电子移动速度要快很多，运算能力会比电子强几个数量级，而虞南方教授此次研究为人类成功打开了通向“光子运算”的通道，更强大的光子芯片横空出世，给光子信息处理带来了翻天覆地的变化。

中学时期的虞南方

虞南方2000年毕业于成都七中，2004年毕业于北京大学电子学系，同年出国留美并于2009年在哈佛大学获博士学位。2011年9月2日，也就是虞南方博士后期间，其关于“人工界面改写光反射和折射定律”的研究论文发布在《科学》期刊上，引发了学术界的轰动。

据虞教授介绍，此次他们打造的是一个纳米光子集成元件，拥有迄今为止最大的带宽以及最小的占地面积，由于使用了纳米天线，这次的研究成果的进步不亚于上世纪的计算机由占地600平米的电子管计算机跃进到半导体晶体管计算机，那一次计算机换代，计算机的质量缩小到原来的1%，体积更缩小到原来的0.4%，而计算能力却从每秒几千次跃升到每秒几十万次。

新的光子波导传递模式

如何能够有效控制波导中的光线进行定向传播一直是光学计算科目十分头疼的问题，而虞教授相信，他们的研究将给这个问题带来一个划时代的革命性答案。

在以往的操作中，想要观察波导部件中光子传递的蛛丝马迹只能够通过观察波导元件表面光子通过后留下的“尾巴”，观察一个光子尚且可以，但是在波导核心中，进行运算的光子可不止一个，因此在以往的光功率运算中想要进行观察的难度可想而知，所以那时的光传道元件往往以大块头形式出现，占地面积大不说，也远远限制了光子运算的密度，降低了最大运算了，也正如此，如何提高光子的精确控制能力以及缩小光子集成部件一直是科学家们想要攻克的难题。

虞教授此次使用了纳米天线对波导元件进行预先修饰，以改变从波导核心传递的光线的性质，后将“变性”的光线重新注入到波导核心中，这使得光线能在其两倍波长的范围内自由传递，集聚效应极强地提升了光子运算的性能。目前使用的部件已经可以与光子的波长相媲美，比原来降低了几百倍。

同时虞教授还打造了一款能够转换波导传递模式的设备，这套设备能够实现所谓的“模式分多路复用”，光子波导芯片也能够以此为基础进行更高阶的波导运算模式。

下一步计划中，虞教授将引入光子主动调节装置，以实现光子波导内部的光线主动控制。

在未来发布的光子计算机中，其运算能力将远远超过传统计算机，甚至于有人认为能够与中国所掌握的量子计算机一战高下。

反正两款计算机都是中国人(华人)所研发的。

来源：俊采星驰

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