Patrick Nelson

目前，業(yè)界正在形成兩種激進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸理念。一種是用三重子（Trions）代替電子來傳輸信息，另一種是用其他化合物來代替半導(dǎo)體中的硅。

世界各地的很多科技實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)激進(jìn)的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。我們已經(jīng)見證并習(xí)慣了從銅線發(fā)送數(shù)據(jù)到基于光的光纖通道的轉(zhuǎn)變（以及由此產(chǎn)生的容量和速度的提高），而工程師們現(xiàn)在仍然對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域的變革充滿激情，想要繼續(xù)擴(kuò)寬傳輸通道。

這方面的工作包括向光子和光的全面轉(zhuǎn)變，而不是芯片導(dǎo)線，甚至還有更具革命性的想法，例如，不僅要擯棄硅，而且還要擯棄傳統(tǒng)的電子。

電子容量不夠

加州大學(xué)的Iqbal Pittalwala在河濱分校新聞網(wǎng)站上寫道：“目前，大部分電子器件都使用單個(gè)電子來導(dǎo)電和傳輸信息。”但是，該大學(xué)的物理學(xué)家聲稱，三重子在數(shù)據(jù)傳輸方面比電子好。

為什么？ 電子是帶電的亞原子粒子，周圍有電場。它們帶電，并承載了信息。然而，他們解釋說，量子家族中的柵極可調(diào)諧三重子是兩個(gè)電子和一個(gè)空穴或者兩個(gè)空穴和一個(gè)電子的自旋帶電組合——具體取決于極性。換句話說，這比單個(gè)電子攜帶了更多的信息。

研究人員說，三重子包含三個(gè)相互作用的粒子，使其能夠比單個(gè)電子攜帶更多的信息。

Erfu Liu在文章中寫道：“就像提高家里的Wi-Fi帶寬一樣，三重子傳輸方式能夠比單個(gè)電子傳輸更多的信息。”Liu是該研究論文的第一作者。

研究人員計(jì)劃測試暗三重子（比亮三重子更難實(shí)現(xiàn)，但容量更大）來傳輸量子信息。該研究小組表示，這可能會(huì)引發(fā)信息傳輸革命。

拋棄硅

另外，卡迪夫大學(xué)復(fù)合半導(dǎo)體研究所的科學(xué)家們正在采用其他方法來加速并提高半導(dǎo)體性能水平。研究小組在新聞發(fā)布中解釋說，他們的目標(biāo)是使用其他形式的原子組合來取代硅。

研究人員在其工作的視頻演示中解釋說，他們正在研究的復(fù)合半導(dǎo)體就像硅一樣，但是它們來自周期表上硅兩邊的元素。晶圓的特性不同，從而產(chǎn)生了新技術(shù)。一些復(fù)合半導(dǎo)體已經(jīng)在智能手機(jī)和其他新技術(shù)中得到應(yīng)用，但該研究小組認(rèn)為，在這一領(lǐng)域還可以做更多的工作。

卡迪夫大學(xué)復(fù)合半導(dǎo)體研究所的教授Diana Huffaker在該校的網(wǎng)站上說：“超低噪聲和高靈敏度雪崩光電二極管有可能產(chǎn)生一種新型的高性能接收器?！痹摷夹g(shù)面向高速網(wǎng)絡(luò)和傳感環(huán)境中的應(yīng)用。

該研究所正在開發(fā)的雪崩光電二極管（APD）產(chǎn)生的噪聲比硅小。APD是把光轉(zhuǎn)換成電的半導(dǎo)體。自動(dòng)駕駛汽車的激光雷達(dá)（LIDAR，光探測和測距）便是一種應(yīng)用。激光雷達(dá)是一種讓車輛能夠檢測到自己位置的方法，它需要非?？焖俚耐ㄐ拧uffaker在文章中指出：“創(chuàng)新之處在于開發(fā)先進(jìn)的材料，以一個(gè)原子一個(gè)原子的方式‘生長復(fù)合半導(dǎo)體晶體?！边@需要特殊的反應(yīng)器。

這引起了行業(yè)的注意。Huffaker說，空客公司可能會(huì)在“未來的自由空間光通信系統(tǒng)”中實(shí)施APD技術(shù)。空客公司正在設(shè)計(jì)和建造OneWeb計(jì)劃的太空互聯(lián)網(wǎng)主干網(wǎng)。會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候推出太空激光系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)在于能夠發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，不會(huì)受到干擾空氣的影響，也不會(huì)受制于其他地球環(huán)境的變化，從而實(shí)現(xiàn)抗NIMBY規(guī)劃應(yīng)用，也可支持采用延遲較大的中繼器。

Patrick Nelson是音樂產(chǎn)業(yè)交易出版物《生產(chǎn)者報(bào)告》的編輯和出版人，曾為許多科技博客撰稿。Nelson寫了一部經(jīng)典小說《蔓延論》。

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