计算机是我们日常生活中不可或缺的一部分，这使得人们越来越需要最大限度地减少计算所需的能源，同时留下更小的环境足迹。光子学的最新进展表明，通过利用超材料和光波之间的相互作用对输入信号执行有趣的数学运算甚至解决复杂的数学问题的光学设备，可以实现更高效的计算。但到目前为止，此类计算机需要较大的占地面积和精确的大面积组件制造，并且由于其尺寸难以扩展到更复杂的网络。纽约市立大学研究生中心高级科学研究中心的研究人员在《Physical Review Letters》发表的一篇新论文详细介绍了纳米材料与光波相互作用的突破性发现，并为开发小型、低功耗光计算机铺平了道路。“大型数据中心不断增长的能源需求和当前计算架构的低效率带来了真正的挑战。我们的工作表明，有可能设计出能够与光有效相互作用并以前所未有的速度和接近的速度解决复杂数学问题的纳米级物体。零能源需求。”研究人员设计了一个由硅制成的纳米级物体。当用携带任意输入信号的光波询问时，它将复杂数学问题的相应解决方案编码为散射光。解决方案以光速计算，能耗最小。“这一发现非常有前途，因为它为创建新一代非常节能、超快和超紧凑的纳米级光学计算机和其他用于经典和量子计算的纳米光子技术提供了一条实用途径，”该论文的第一个“非常小的这些纳米级光学计算机的尺寸对于可扩展性特别有吸引力，因为多个纳米结构可以通过光散射组合和连接在一起，以实现复杂的纳米级计算网络。”
