【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，西安電子科技大學(xué)朱樟明教授團隊在鍺基集成化全光子輸入邏輯運算方面取得了重要的學(xué)術(shù)成果，基于Ge/MoS2異質(zhì)結(jié)型晶體管的可見-紅外雙波段雙極性光響應(yīng)特性研制了光學(xué)邏輯運算單元，在單個或兩個器件上通過全光控制實現(xiàn)了五種基本邏輯和多種復(fù)雜邏輯功能運算。相關(guān)工作以“All-Optic Logical OperationsBased on the Visible-Near Infrared Bipolar OpticalResponse”為題發(fā)表于國際權(quán)威期刊《Advanced Science》(五年IF=16.3)。論文的通訊作者為朱樟明教授和王利明副教授，第一作者為尤杰博士。
 

　　數(shù)字經(jīng)濟時代的到來帶來了人工智能、大數(shù)據(jù)和云計算等新興領(lǐng)域的快速崛起，對計算的需求呈現(xiàn)爆發(fā)性增長和多樣化態(tài)勢。隨著摩爾定律的放緩甚至失效，集成電路的晶體管數(shù)量正在逼近物理極限，無法進一步通過縮小器件尺寸來提高數(shù)據(jù)處理的速度和容量。光子邏輯運算具有超大帶寬、超低功耗和并行計算的優(yōu)勢，在基礎(chǔ)物理研究、機器學(xué)習(xí)加速和智能信號處理等應(yīng)用場景中有望突破傳統(tǒng)計算方式的瓶頸。
 

鍺基全光子邏輯運算架構(gòu)
 

　　團隊基于Ge/MoS2結(jié)型場效應(yīng)晶體管的雙波段雙極性光響應(yīng)，創(chuàng)新性地提出了一種可見-紅外雙波段全光控制的邏輯運算架構(gòu)，可在同一個單元上實現(xiàn)五種全光基本邏輯運算功能，并驗證了該架構(gòu)在全光子圖像處理方面的潛力。通過串聯(lián)兩個Ge/MoS2器件，拓展并實現(xiàn)了多種復(fù)雜的全光邏輯運算功能。相比于傳統(tǒng)的電學(xué)邏輯運算架構(gòu)，本研究提出的全光子輸入邏輯器件及架構(gòu)不僅可以將晶體管數(shù)量減少50%-95%，更展現(xiàn)出在高速、高通量和復(fù)雜數(shù)據(jù)處理方面的巨大應(yīng)用潛力。