英國光纖實(shí)驗(yàn)室的研究人員通過對普通光纖的直徑在納米尺度上進(jìn)行微調(diào)，讓光纖成為了制造光子計(jì)算機(jī)必需的微諧振器，為研制出光子計(jì)算機(jī)開辟了新方法。相關(guān)研究發(fā)表在美國光學(xué)學(xué)會的《光學(xué)快報(bào)》上。

光子計(jì)算機(jī)是一種由光信號進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計(jì)算機(jī)，由于其運(yùn)行速度和信息存儲量遠(yuǎn)大于電子計(jì)算機(jī)，因此，許多國家都投入巨資進(jìn)行光子計(jì)算機(jī)的研究。然而，要想制造真正的光子計(jì)算機(jī)，需要開發(fā)出可用一條光束來控制另一條光束變化的光學(xué)微諧振器這一基礎(chǔ)元件。

對微諧振器來說，最有潛力的設(shè)計(jì)當(dāng)然是一長串微環(huán)，將光子嚴(yán)密封鎖在回旋的環(huán)內(nèi)，接著讓光子通過一個(gè)環(huán)到下一個(gè)環(huán)。鏈子越長，能存儲的信息就越多。然而，即使目前最精確的制造工藝仍會在環(huán)內(nèi)產(chǎn)生細(xì)小的瑕疵，導(dǎo)致信號逐漸減弱甚至完全消失。

最新研究的領(lǐng)導(dǎo)者米沙·薩米特斯基和同事利用光纖本身固有的屬性，對光線的直徑在納米尺度上進(jìn)行了微調(diào)，將光纖變成了微諧振器。他們讓一條光纖變得非常狹窄，并在其附近垂直放置了另一條光纖。因?yàn)檫@兩束光纖如此接近，且初始光纖已被縮小到原初大小的幾分之一，因此，一部分光能進(jìn)行一個(gè)所謂的“量子飛躍”進(jìn)入到另一個(gè)光纖內(nèi)。

這種微諧振器的信號損失非常小，同時(shí)能讓光運(yùn)行的距離比傳統(tǒng)方法制造出的微諧振器高2個(gè)數(shù)量級以上。薩米特斯基表示：“光纖直徑變化的精確性約為百分之一納米，也是最高的精確度。”而且，如果將足夠數(shù)量的光纖微諧振器耦合在一起，光脈沖內(nèi)的信息可以被保存足夠長的時(shí)間，以便科學(xué)家們進(jìn)行光子計(jì)算。目前，他們能將10個(gè)光纖微諧振器耦合在一起。

以前也有實(shí)驗(yàn)利用光纖來做微諧振器，但它們主要依靠磨光或熔化光纖來改變其直徑，這不僅會使光纖的結(jié)構(gòu)非常不均勻，而且也無法達(dá)到納米尺度。而最新方法能將微諧振器周長的變化控制在0.1納米的精度以下?？茖W(xué)家們表示，能在納米尺度上修改光纖的直徑得益于光纖固有的一個(gè)屬性，因此，只要光纖在同樣的環(huán)境下制造出并被加熱到熔點(diǎn)下，就能獲得同樣的效應(yīng)，這就使這種技術(shù)能從實(shí)驗(yàn)室研究走向工業(yè)制造。這些微諧振器有望被用于制造各種專門設(shè)備，但其最大的應(yīng)用潛力在于制造光子計(jì)算機(jī)以及用于基礎(chǔ)的物理學(xué)研究中。