光子集成电路（PIC）是一种集成了多种光子功能的集成电路。这类似于电子集成电路。自 2012 年以来，数百种功能已集成到单个芯片中。相关研究人员将磷化铟的发光特性与光学路由功能和硅结合到一个混合芯片中。进入硅芯片波导的光会产生连续的激光束，可用于驱动其他光子设备。
硅基激光技术将使光子学在计算机中得到更广泛的应用，因为硅的大规模生产技术可以大大降低成本。英特尔认为，这项技术虽然离商业化还很远，但有可能将数十个（如果不是数百个）混合硅激光器集成到单个硅基硅芯片中。这也将允许未来硅光子学的其他组件。这是低成本大规模生产和高度集成的硅光子芯片的开始。
光子电路是如何工作的？
光子集成电路利用光子。这些无质量的基本粒子代表光量子，而不是电子。光子以光速在传输介质中自由移动，很少受到其他光子的阻碍。
人脑相互关联，包含数百至数十亿个神经元。它还具有很高的处理能力。实验表明，超级计算机可以在短短 40 分钟内完成与生物大脑相同的工作量。类脑芯片是模拟大脑的光子芯片。它通过神经网络框架处理数据，神经网络框架使用光子携带的信息模拟大脑。因此，它可以执行类似于人脑的并行高速和低功耗计算。微纳集成光子芯片与基于光计算的神经数据处理系统相结合，对于实现未来低功耗、高速、大数据量、极低功耗的信息处理能力至关重要。
光子学能否取代电子学？
每年我们都会生成和使用大量数据。但是，目前依赖的电子芯片技术已经达到了极限。热量就是一个限制因素。这是由于电子通过连接芯片上许多晶体管的铜线产生的电阻。如果我们要继续每年发送更多数据，就需要一种不产生热量的新技术。光子学使用光粒子（光子）来传输数据。
光子集成电路 (PIC) 在未来 50 年内完全取代电子集成系统的可能性有多大？Jacob VanWagoner、Razvan Baba 都提到光子集成电路 (PIC) 不能替代所有电子电路。
与电子不同，光子没有电阻。光子没有质量和电荷，因此它们在穿过的材料中散射的热量较少。因此，能源消耗将减少。此外，通过将芯片内的电通信替换为光通信，芯片之间的通信速度可以提高1000倍。因为数据中心能够更快地传输并使用更少的冷却能源，所以它将获得最大的收益。这些光子芯片将可用于新的应用。
什么是硅光子学？
硅光子学是一种快速发展的技术，其中数据通过光在计算机芯片之间传输。光每秒传输的数据比电导体多。该技术使用激光将数据传输为光脉冲。
几十年来，硅光一直是微电子领域的期待的未来。这个问题的解决方案将永远改变计算，因为芯片将变得比以往任何时候都更快。埃因霍温科技大学的研究人员自豪地创造了一种能够发光的硅合金。现在，该团队将制造可以集成到现有芯片中的硅激光器。
硅光子学如何运作？
这种技术称为硅光子学，使用硅半导体来传输光信号。它比传统的基于电子的硅设备更快，因此可以更有效地传输数字信号。为了使用光子将光转换为光脉冲，必须对其进行调制。
硅光子技术是光子学作为一种信息载体，在信号传输中达到安全可靠的一种方式。它是一项革命性的、具有战略眼光的前瞻性技术。硅光一体化是用光代替原来的电来传输，降低成本。
全球硅光子产业方兴未艾。该技术未来将应用于数据通信、生化医药、自动驾驶、国防安全等领域。硅光子技术正迅速成为资本市场的宠儿。
光子芯片的发展现状
实验光子芯片能够达到疯狂的 44 TB 互联网速度
澳大利亚的研究团队记录了最快的互联网速度，在一个光源速度下达到了 44.2 兆比特/秒。这比消费者可用的最快互联网连接快 44,000 倍。得益于新的光学芯片，使这一壮举成为可能。
莫纳什、斯威本和皇家墨尔本理工大学的研究人员使用墨尔本两所大学之间 76.6 公里（47.6 英里）的光纤测试了这项技术。数据可以在 4THz 的带宽内以高达 44.2 Tbps 的速度传输。Google Fiber 提供最快的互联网速度，仅为 1 Gb/s。美国能源部的专用科学网络 ESnet 提供最高 400 GB/s 的速度。但是，这个速度是为 NASA 保留的。
该研究的首席研究员 Arnan Mitchel 表示：“从长远来看，我们希望开发集成光子芯片，能够以最低成本在现有光纤链路上实现这种数据速度。” 最初，它们是为数据而设计的。中央中心之间的高速通信将很有吸引力。然而，这项技术的价格足以负担得起，可以在全球城市进行商业化使用。新的光子芯片可以让每个人都拥有量子计算机。
“我们不希望电脑和手机变慢。尽管超快量子计算机能够而且将会打破这一点，但我们仍然需要一个可靠的纠缠对光子对来源来帮助我们传输和修改信息。我们可以通过提高 100 倍的效率来实现这一目标。此外，大规模集成量子设备也触手可及。”
光子对的产生需要在雕刻的微腔纳米级中仔细捕获光。当光从腔体反射时形成光子对。这似乎是一个简单的过程，但事实并非如此。
根据目前的技术，这样的系统需要大量的入射激光。光必须包含大约数亿个光子才能保证一对。Stevens、Huang 和其他人开发了另一种基于芯片光子源的方法。这能够使用单个微瓦功率的激光束每秒产生数千万对。这些空腔呈跑道状，反射能量非常低的光子。光可以循环更长的时间，从而提高效率。
这当然是可能的。该团队不断改进其技术，并寻找新的方法来利用这种光子源来驱动量子组件和逻辑门。他们计划添加光学组件以扩大该技术的规模，因为它是基于芯片的。他们的最终目标是让量子设备更高效、更便宜，以便它们可以集成到其他电子设备中。
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