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美國南加州大學研究團隊在《自然·光子學》（Nature Photonics）發表了一項突破性研究，成功研制出基于光學熱力學原理的首個自組織光學器件。該技術有望為面臨算力瓶頸的現代計算與通信系統提供新的解決方案。 在當前技術背景下，電子芯片的集成度與運算速度逐漸接近物理極限。光學互聯技術因其高速度、低能耗的特性，成為產業界重點關注方向。然而，傳統光學路由系統依賴復雜控制電路，制約了系統性能的進一步提升。 南加州大學團隊提出的光學熱力學理論，將光的傳輸行為與熱力學平衡過程相類比。研究表明，光在特定設計的非線性系統中，會經歷類似氣體膨脹與達到熱平衡的過程，最終自發匯聚至預定輸出通道。這一發現使得設計無需外部控制的光學路由器件成為可能。 與需要精確控制每個傳輸節點的傳統方案不同，新型器件利用系統內在物理特性實現光的自組織路由。這種工作機制類似于自組織彈珠迷宮——無論初始位置如何，彈珠總能通過系統自身結構抵達目標位置。 該技術的潛在應用范圍涵蓋高性能計算、數據中心互聯及通信系統等多個領域。其自組織特性可顯著降低系統復雜度和能耗，同時提高信號傳輸效率。對于正在尋求突破算力與能效瓶頸的產業界而言，這一進展提供了新的技術路徑。 研究團隊指出，光學熱力學框架的建立，標志著對非線性光學系統的理解取得了重要進展。未來，這一理論有望推動新一代光子器件的發展，為信息處理技術帶來根本性變革。 《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com） |
