声子计算机
互联网 / houtizong 发布于 3年前 57
time 写道 "除了我们日常使用的电子计算机外，在理论上还有使用光子的理论光学计算机。现在来自新加坡的物理学家又提出第三种计算机：声子计算机。
新加坡国立大学（National University of Singapore）Baowen Li教授以及合作者Lei Wang表示热通常在信息处理中被认为是无益的，但是他们最近提交给Physical Review Letters的论文展示了声子在信息处理中具有和电子、光子相同的功能。电子计算机中逻辑门的输入输出由不同的电压来表现，而对于声子计算机的热逻辑门（thermal logic gate）来说则是不同的温度。其中关键部分被称为热晶体管（thermal transistor），这种晶体管由两个弱耦合的端子和一个控制端子构成，工作原理类似于场效应晶体管对电流的控制。" 热由热库（heat bath）产生，热库是随机的原子或分子运动。热传导通过晶格振动进行。当两个端子的震动频谱重叠的时候，它们之间的热传导变得容易，此为状态ON;两个端子的震动频谱不重叠的时候，只有极少（或根本没有）热可在端子间传输，则为状态OFF。端子界面微粒震动频谱的调和与不调和导致负积分热阻（negative differential thermalresistance，NDTR）产生，产生稳定的ON或者OFF状态，使得热逻辑门成为可能。
Li和Wang预言这种装置在纳米级系统中的实现为时不远。他们表示声子计算机的优点在于不需要大量电能，人们可以使用大自然或者其它电器中的冗余热量来驱动它。（如果设计成功，One Laptop per Child计划的100美金笔记本中的手摇发电部分是不是可以省了？）
新加坡国立大学（National University of Singapore）Baowen Li教授以及合作者Lei Wang表示热通常在信息处理中被认为是无益的，但是他们最近提交给Physical Review Letters的论文展示了声子在信息处理中具有和电子、光子相同的功能。电子计算机中逻辑门的输入输出由不同的电压来表现，而对于声子计算机的热逻辑门（thermal logic gate）来说则是不同的温度。其中关键部分被称为热晶体管（thermal transistor），这种晶体管由两个弱耦合的端子和一个控制端子构成，工作原理类似于场效应晶体管对电流的控制。" 热由热库（heat bath）产生，热库是随机的原子或分子运动。热传导通过晶格振动进行。当两个端子的震动频谱重叠的时候，它们之间的热传导变得容易，此为状态ON;两个端子的震动频谱不重叠的时候，只有极少（或根本没有）热可在端子间传输，则为状态OFF。端子界面微粒震动频谱的调和与不调和导致负积分热阻（negative differential thermalresistance，NDTR）产生，产生稳定的ON或者OFF状态，使得热逻辑门成为可能。
Li和Wang预言这种装置在纳米级系统中的实现为时不远。他们表示声子计算机的优点在于不需要大量电能，人们可以使用大自然或者其它电器中的冗余热量来驱动它。（如果设计成功，One Laptop per Child计划的100美金笔记本中的手摇发电部分是不是可以省了？）
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