利用晶体管;可重用的生物传感器。
利用晶体管
光学计算使用光(而不是电)来执行计算和预计可能支付股息为传统计算机和量子计算机,这在很大程度上是假想的设备可以执行某些类型的计算指数比经典计算机快。
一个缺点是,光学计算需要光粒子(光子)修改对方的行为,这是自然要反对。两个光子碰撞在真空中简单地通过彼此。
然而,麻省理工学院的电子研究实验室的研究人员和同事一起在哈佛大学和维也纳科技大学所描述的实验实现的光开关由单个光子,允许光控制光的传播。因此,它是晶体管的光学模拟,计算电路的基本组成部分。
由于量子物理的反直觉效果更容易看到集群在单个粒子的粒子,能够使用单个光子翻转开关可以用于量子计算,研究人员声称。
开关的核心是一对高度反光的镜子。当开关,一个光信号——一束光可以通过镜子。当开关是关闭的,只有约20%的光信号可以通过。
成对的镜子构成所谓的光学谐振腔。如果只有一个镜子,光会回来但当有两个镜子,非常奇怪的事情发生了。
光可以被认为是粒子,光子,但它也可以被认为是一个波,即。,一个电磁场。尽管粒子描述,光子停在第一个镜子,在电磁场波描述,圈到镜子之间的空间。如果镜子之间的距离是光的波长精确校准,一个非常大的领域建立的腔内取消现场回来,方向是向前的。换句话说,镜子成为透明的光的波长。
在研究者的实验中,镜子之间的空腔充满气体的超冷铯原子。通常,这些原子不干扰光通过镜子但是如果单个光子“门”是在一个不同的角度射向他们中间,踢一个电子的原子进入一个更高的能量状态,它改变了物理学的腔,光不再能通过。
传统计算机、光学计算的主要优势是在电源管理:随着计算机芯片越来越多的晶体管挤到他们,他们吸引更多的权力和运行温度。计算与光而不是电将解决这两个问题。
但过冷原子云不是一个晶体管的实际设计,说,一个Web服务器。古典实现的研究人员说,这更多的是一种概念验证实验显示它如何能做,和一个可以想象实现一个类似的设备在固态——例如,使用光纤内的原子杂质或固体。量子计算的应用程序可能会更令人信服。
可重用的生物传感器
想象一群微型设备只有几百纳米的大小,可以检测微量的毒素在供水或血液中癌症的早期症状。现在想象一下,这些微型传感器可以重置自己,随着时间的推移,允许重复使用一个体内的水…或人体。改善nanodevice生物传感器的目标是耶鲁大学工程与应用科学学院的研究人员在设计电子报告最近的一次突破生物传感器,可反复再生和重用。
生物传感器是用来检测和测量环境中的毒素;在体内他们可以识别化学信号癌症和疾病的生物标记在分子水平上检测变化。研究人员使用硅纳米线生物传感器创建配置为微小的晶体管比当前传感技术指数更敏感,除了更便宜和更容易使用。
的方法增加了一层分子的表面可以化学再生的生物传感器,允许重用。充电nanodevice生物传感器的能力使他们更有用的应用程序像毒素或生化武器的远程监控。
除了污染和毒素检测、nanodevice生物传感器技术有潜力改变卫生保健,使疾病的诊断之前就可以检测到电流方法和允许的早期干预和治疗。
~安Steffora Mutschler
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