世界上最小的光开关：只有一个原子大

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随着人们需求更多的数字和更快的传输速度，现有的网络基础设施已经在承受比以往更多的压力。科学家们于是一直在努力使系统小型化，从基于电子的计算机变为基于光的超快通信，让数据以光速进行传播。

现在瑞士苏黎世联邦理工学院的科学家们已经在调幅器设计上取得了重大进展——它是一种将电子信号转化为光信号的装置。这些装置宽3厘米，也就是说如果你的数据中心全部由它们构成，那么将会占据一个房间的空间。但是这个新的调幅器是基于只有一个原子大小的光开关。

Gizmag介绍，这种程度的小型化连科学家自己都惊到了——它可以让光从一个比光的波长还小的间隙经过。用这种开关制成的调幅器会比现在的装置要小上10万倍。

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它的工作原理是这样的：在硅质光波导管的上面放有银铂衬垫，它们之间的间隙只有一个原子大。衬板一旦通电，一个单独的原子就会被引向其最远端，封闭这个间隙，在两层衬板之间创造电路。当电压小时，原子就会回来，因此调幅器就能每秒传递上百万次开关信号。

但是这个不太符合物理常识的光压缩是怎么回事呢？因为光是发射穿过波导管的，它会转化成表面等离子体，由以激光的频率振荡的电子组成。这些电子能在另外一边恢复原态之前穿过这一个原子大小的间隙。通过重新配置调幅器的设计，光可以有效地被压扁，挤过这个间隙。

首席研究者Jürg Leuthold说：“直到最近，我都还不相信我们能打破这一限制，这让我们可以发明一种数字开关作为晶体管。我们已经在这一命题上研究了很久。”

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现在这个团队希望通过改进调幅器生产过程，从而可以大规模使用并且有效可靠。目前每制造6个，只有1个是能用的。最终，这个单一原子调幅器可以帮助我们以最快的速度转化数据。

本文译自 sciencealert，由 许叔 编辑发布。