磁光调制器可以促进下一代超导体计算机的发展

在未来，许多计算机很可能是基于超导体材料电子电路而制成的。这些材料可以使电流在没有能量损失的情况下流动，对于开发高性能的超级计算机和量子计算机是非常有前途的。ampednc

美国加州大学圣巴巴拉分校、雷神BBN技术公司、卡利亚里大学、微软研究院和东京理工学院的研究人员最近开发出了一种磁光调制器——一种控制光束通过光波的特性的装置磁场。该设备在发表于自然电子学，可能有助于实现基于超导体的大规模电子和计算机。ampednc

领导这项研究的研究员paolopintus称：“我们正在研究一种新技术，它可以加速基于超导体技术的高性能超级计算机和量子计算机。”超导体只有在较低的温度下才能正常工作，一般在绝对零度以上（-273.15℃），因此，用这些材料制成的电路必须放在专用冰箱内。ampednc

由超导体构成的电路通常用金属电缆与外部环境相连。这些电缆的通信速度有限，可以将热量传递到冷电路中。ampednc

一个可行的替代方案是使用光纤、细而柔韧的玻璃丝，这种电线可以传输光信号，目前用于远距离传送互联网数据。与金属电缆相比，这种光纤有两个主要优点：由于玻璃是一种良好的隔热材料，在同一时间段内，它们可以在不传递热量的情况下传输1000倍以上的数据。ampednc

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“作为我们工作的一部分，我们设计并制造了一个装置（称为'光调制器'转换由电流“在电磁铁中变成光，”平图斯解释道物理机制叫做“磁光效应”这种光可以穿过光纤在不改变冷电路功能的情况下，将信息带出冷环境。”ampednc

像Pintus和他的同事发明的装置这样的光调制器允许研究人员控制光束的特性，这样它们就可以以光信号的形式传递信息。这些调制器有许多潜在的应用，例如允许二进制（一和零）码长距离传输。ampednc

研究人员发明的磁光调制器利用电流产生磁场。这个磁场反过来又会导致合成石榴石的光学性质发生变化，而光是在那里传播的。ampednc

在最初的评估中，平图斯和他的同事们发明的磁光调制器取得了非常有希望的结果。最值得注意的是，它达到了一个相对快速的调制速度（几千兆比特每秒），并且可以在低至4K（-269.15摄氏度）的温度下工作。ampednc

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电流通过金属线圈产生电场（紫色）和磁场（淡绿色）。这改变了基板的特性，使共振环（红色）调谐到不同的频率。整个装置使科学家能够将连续的光束（左边的红色）转换成脉冲，通过光缆传输数据。作者：Brian Long，加州大学圣巴巴拉营销与传播高级艺术家 ampednc

“这是使超导电路能够在低温下在低温下工作的节能大数据传输速率的关键部件，以及室温平图斯说：“通常情况下，光调制器是基于一些电光效应，电场会改变光传播时材料的光学性质。另一方面，我们使用的磁光效应是一种双重效应，磁场会改变介质的光学性质。”ampednc

尽管磁光效应是众所周知和广泛研究，平图斯和他的同事是少数几个研究其潜在价值创造调制器。由于制造集成磁光器件和应用快速时变磁场是非常具有挑战性的，因此这一领域以前没有进行过多的探索。ampednc