鑒于電子開關的局限性，傳統電腦處理器已接近“時鐘速度”極限。“時鐘速度”彰顯處理器開/關反應之速率。《自然·通訊》近日披露，美國能源部阿貢國家實驗室與普度大學的科研團隊研發出一款全新全光開關，以光取代電指導芯片中數據的處理和儲存。

研究團隊指出，以往幾代光學開關皆有限定開關周期，制造之時即設定于設備內。本次他們采用兩款互異材料制造光開關，各自具備各異的開關周期。一款為鋁摻雜氧化鋅，開關期在皮秒范疇；另一款為等離子態氮化鈦，開關期間長達數百納秒，是前者的100多倍。

據悉，使用光電元件相較電子線路，無電阻電容延遲。這表明，理論上光芯片處理速度將以千倍優于傳統方式。

研究顯示，開關轉換材料時間差異滿足開關靈活性需求，既可迅速存儲數據又能迅速傳輸信息。開關的雙金屬特性允許其根據光波長實現多種功能。試驗裝置中，開關材料根據工作波長表現吸收或反射光的特性，激活后狀態便發生改變。

精確控制全光開關的速度對提升其各項運用性能至關重要。此次成果為研發適應性強且高效開關，用于拓展如增強型光纖通信、光計算及超級運算等領域開辟廣闊前景。亦可借調換開關速度的工具，縮小光通信與電子通信的鴻溝，達成更為迅捷高效的數據流通。此項研究深入探究全光開關基本原理，為設計尖端計算與電信設備奠定堅實基礎。