第二一八章 能源与文明 (第2/3页)
止质量为零是经典电磁理论的基本假设之一。但有些科学家则认为,光子可能有静止质量。如果实验最终检测到光子存在静止质量,那么有些经典理论将要有所变化。
光子结构和光粒子的天然特性:所谓光子结构的测量,在量子电动力学中是指观测光子场的量子涨落,这种能量涨落用一个光子的结构方程来描述。对光子结构的测量一般都依赖于对光子与电子,以及正负电子的对撞时的深度非线性散射的观测。根据量子色动力学,光子既能以无尺寸粒子,即轻子的方式参与相互作用;也能以一组夸克和胶子的集合体,即强子的方式参与。决定光子结构的并不是像质子那样由传统的价夸克分布,而是由轻子的涨落而形成的部分子的集合。
由爱立信牵头的IRIs项目已研制出硅光子交换机,在一块芯片上容纳成千上万的电路。
第一块芯片现处于测试和参数化阶段,如取得成功,将是业界的重大突破,为在单个芯片上集成新一代光纤系统铺平道路。
硅光子技术中,硅作为超高速传送和交换数据的微型光学介质,可减少功耗和空间占用,并增加容量,从而降低运营成本。
作为欧盟第七框架计划(FP7)研发领域的具体目标研究项目(sTReP)之一,IRIs项目由爱立信与欧洲委员会联合创建,旨在利用硅光子技术,创建高容量和可重构wD光交换机,实现在单个芯片上整体集成电路。
该类芯片可通过集成大量功能,如高速传输、交换、以及在同一芯片实现互联互通等,帮助网络运营商提升网络性能,增加节点容量,满足未来5g网络和云计算的需求。
硅光子技术已经应用于屡获殊荣的爱立信超大规模数据中心系统hDs8000,借助光学互连,hDs8000可为数据中心运营商带来许多裨益,例如降低总拥有成本。
451Research网络研究总监Peterchristy表示:“光互连将在数据中心发展中发挥重要作用,硅光子技术可以显著提高能效并降低成本。爱立信云战略以及超大规模数据中心系统hDs8000是将硅光子学应用于数据中心,推动其实现商业化的先行者,并充分展示了硅光子技术的巨大潜力。”
爱立信意大利比萨公司的研究人员已经制作并提交了所有相关专利的申请。
该项目由爱立信(意大利)牵头,其他成员包括意法半导体(意大利)、法国原子能署电子暨资讯技术实验室(法国)、cNIT(意大利)、特伦托大学(意大利)、瓦伦西亚理工大学(西班牙)、维也纳工业大学(奥地利)和电子通信研究院(韩国)。
光子与量子计算机;光子计算机和量子计算机都处在研发阶段。光子计算机是一种由光信号进行数字运算、逻辑操作、信息存贮和处理的新型计算机。它由激光器、光学反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成,靠激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理,以光子代替电子,光运算代替电运算。量子计算机是根据原子或原子核所具有的量子学特性来工作,运用量子信息学,基于量子效应构建的一个完全以量子位(量子比特)为基础的计算机。它利用一种链状分子聚合物的特性来表示开与关的状态,利用激光脉冲来改变分子的状态,使信息沿着聚合物移动,从而进行运算。
光子计算机与量子计算机运算速度都比传统的电子计算机要快,关键在于运算模式不同。传统电子计算机用的是串行计算模式,比如电子计算机无论其存储器有多少位只能存储一个数据,因此,对其实施一次操作只能变换一个数据,为运算某个函数,必须连续实施许多次操作。光有并行前进和高速传输的特点,这就决定了光子计算机具有很强的并行处理能力和超高运算速度。量子计算机的特点也是并行计算能力强,比如量子存储器有“0”或“1”两种可能的状态,该存储器一般会处在“0”和“1”两个态的叠加态,因此一位量子存储器可同时存储“0”和“1”两个数据,而传统计算机处理器只能存储其中一个数据。如果有两位存储器的话,量子存储器可同时存储“00”、“01”、“10”、“11”4个数据,而传统存储器依然只能存储其中一个数据。
量子计算机强调的是它的数据处理方式即通过量子力学规律处理量子信息的,而光子计算机强调的是它的信息传输方式即通过光子进行传输。它们之间有相互包含的可能,所以无法比较两者性能,但它们都比现在的电子计算机先进很多。
从前,为摆脱08年的危机,拉动经济“复苏”,全球制造的另外一个重要概念是“新能源”。奥巴马搞了一个“能源新政”,主要就是针对新能源的,中国也将新能源列为“战略新兴产业”。形形色色的企业,形形色色的人都在大谈新能源,都往新能源上靠,都声称自己能够提供这样或那样的新能源。
新能源如此火热,因为目前存在巨大、紧迫的潜在需求,这些需求来自两个方面,一方面是应对能源危机,另一方面是应对经济危机。能源危机也是来自两个方面,一是短缺,二是污染和排放,尤其是碳排放。
从历史的经验看,只要社会上存在一种巨大的潜在需求,并且其间蕴含的利益巨大,那么一定会有很多人跳出来,说自己能够提供这种手段,事实上他根本没有。
一个典型例子发生在2200多年前的秦始皇时代。秦始皇强烈渴望长生不老,由于他是天下之主,不仅是天下所有财富的主人,而且掌管天下苍生的生杀,那么他的这种潜在需求就是巨大的。谁能够满足这种需求,那他也一定会获利非常,得到高官厚禄、荣华富贵。后来也真的涌现出这么一大批人,说自己能够冶炼出,或寻找到这样药、那样的仙丹。其中
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