哈佛研究团队展示声学计算芯片 采用铌酸锂调制器对数据进行编码

和尚不念经

传统计算机芯片依靠电力运行，但我们也听说过新颖的光子芯片。不过本文要为大家介绍的，则是哈佛大学科学家们展示的一款“声波”芯片。据悉，计算机芯片和电路能够通过特殊的介质调制来发送和处理数据，但最常见的还是让电子流过晶体管等组件，并将数据编码为 0 或 1（多以高低电平来区分）。

资料图（来自：Linbo Shao / Havard SEAS）

光芯片可调制光子、并将之发送到狭窄的波导通道中，以在芯片周围传输数据。而在以声波形式来传递数据的新型芯片中，其原理也与之大同小异。

研究配图 - 1：LN 电声平台

据悉，哈佛团队使用铌酸锂（lithium niobate）材料打造了一种调制器，特点是能够根据电场改变其弹性并产生声波。

通过细致调节该电场，调制器便可控制声波的相位、振幅和频率 —— 在将数据发送到波导通道前，对其中包含的数据信息进行编码。

研究配图 - 2：电声相位调制

研究团队称，与使用电磁波的芯片相比，声波芯片具有一些潜在优势。比如很容易被限制在微小的波导结构中、而不会产生相互干扰，但也能够与系统其它部分产生强烈的相互作用。

研究作者、高级工程师 Marko Loncar 表示：“声波有望成为量子和经典信息处理的片上载体，但此前声学集成电路一直未能实现以低损耗、可扩展的方式控制声波的突破”。

研究配图 - 3：电声调幅

好消息是，在这项最新工作中，他们已经展示了如何在铌酸锂集成平台上控制声波，为后续的声学集成电路应用奠定了一个坚实的基础。

在展示了首个有源声波芯片的功能之后，目前哈佛研究人员正在努力构建更复杂的声波电路，同时研究如何将此类组件连接到量子计算机上（比如超导量子比特）。

研究配图 - 4：声波的非互易相位调制

有关这项研究的详情，已经发表在 2022 年 6 月 6 日出版的《自然·电子学》（Nature Electronics）期刊上。

原标题为《表面声波的电气控制》（Electrical control of Surfaceacoustic waves》。

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