【儀表網 研發(fā)快訊】近日，西安電子科技大學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術成果，基于Ge/MoS2異質結型晶體管的可見-紅外雙波段雙極性光響應特性研制了光學邏輯運算單元，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雜邏輯功能運算。相關工作以“All-Optic Logical OperationsBased on the Visible-Near Infrared Bipolar OpticalResponse”為題發(fā)表于國際權威期刊《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，在基礎物理研究、機器學習加速和智能信號處理等應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
團隊基于Ge/MoS2結型場效應晶體管的雙波段雙極性光響應，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，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)了多種復雜的全光邏輯運算功能。相比于傳統(tǒng)的電學邏輯運算架構，本研究提出的全光子輸入邏輯器件及架構不僅可以將晶體管數(shù)量減少50%-95%，更展現(xiàn)出在高速、高通量和復雜數(shù)據(jù)處理方面的巨大應用潛力。
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