基于光驱动太赫兹子器件的3位并行逻辑运算，用于超快计算

《Advanced Functional Materials》：3-Bit Parallel Logic Operations for Ultrafast Computing Based on Light-Driven Terahertz Metadevice

超表面逻辑器件通过硅基皮秒响应与太赫兹宽带调制协同实现3位并行逻辑运算，在8皮秒内完成NAND/XNOR/OR等6种逻辑操作，带宽达179%，无需外部激励即可单硅集成，为大数据处理、光量子计算及加密设备提供新方案

　　

摘要

基于超表面的逻辑器件凭借其可定制、灵活且可控的特性，为推动计算技术的发展开创了新的范式。然而，性能的进一步提升通常会带来系统复杂性的增加，从而限制了计算响应速度和并行处理能力。本文提出了一种结合硅材料的皮秒（ps）级响应速度与超快宽带太赫兹（THz）调制技术的3位全逻辑并行运算策略，该策略基于光驱动的超表面器件实现。通过利用3D输入通道（包括光泵浦强度、偏振解耦响应以及超快松弛动力学），3位NAND、XNOR、OR、XOR、NOR和AND逻辑运算能够在8皮秒内并行完成，且带宽利用率达到179%。此外，这种光驱动的超表面器件无需复杂的外部刺激即可正常工作，并且实现了单硅片集成下的优异性能。据信，所提出的超表面器件的高效率与多路径逻辑并行计算能力在大规模数据处理、光子量子计算机和光电加密设备领域具有巨大潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。