傳統計算機芯片依靠電力運行，但我們也聽說過新穎的光子芯片。不過本文要為大家介紹的，則是哈佛大學科學家們展示的一款“聲波”芯片。據悉，計算機芯片和電路能夠通過特殊的介質調製來發送和處理數據，但最常見的還是讓電子流過晶體管等組件，並將數據編碼為0 或1（多以高低電平來區分）。

資料圖（來自：Linbo Shao / Havard SEAS）

光芯片可調製光子、並將之發送到狹窄的波導通道中，以在芯片周圍傳輸數據。而在以聲波形式來傳遞數據的新型芯片中，其原理也與之大同小異。

研究配圖- 1：LN 電聲平台

據悉，哈佛團隊使用鈮酸鋰（lithium niobate）材料打造了一種調製器，特點是能夠根據電場改變其彈性並產生聲波。

通過細緻調節該電場，調製器便可控制聲波的相位、振幅和頻率—— 在將數據發送到波導通道前，對其中包含的數據信息進行編碼。

研究配圖- 2：電聲相位調製

研究團隊稱，與使用電磁波的芯片相比，聲波芯片具有一些潛在優勢。比如很容易被限制在微小的波導結構中、而不會產生相互干擾，但也能夠與系統其它部分產生強烈的相互作用。

研究作者、高級工程師Marko Loncar 表示：“聲波有望成為量子和經典信息處理的片上載體，但此前聲學集成電路一直未能實現以低損耗、可擴展的方式控制聲波的突破”。

研究配圖- 3：電聲調幅

好消息是，在這項最新工作中，他們已經展示瞭如何在鈮酸鋰集成平台上控制聲波，為後續的聲學集成電路應用奠定了一個堅實的基礎。

在展示了首個有源聲波芯片的功能之後，目前哈佛研究人員正在努力構建更複雜的聲波電路，同時研究如何將此類組件連接到量子計算機上（比如超導量子比特）。

研究配圖- 4：聲波的非互易相位調製

有關這項研究的詳情，已經發表在2022 年6 月6 日出版的《自然·電子學》（Nature Electronics）期刊上。

原標題為《表面聲波的電氣控制》（Electrical control of Surface acoustic waves》。