A | 记者24日从兰州大学获悉，该校物理科学与技术学院田永辉教授团队在光学数字计算领域取得重要进展。 众所周知，佩戴口罩是预防病毒感染的有效手段之一。而日本的科学家，则让口罩的功能进一步得到提升，能够检测是否遇到新冠病毒。
B | 据外媒报道，日前，来自日本京都府立大学的科学家利用鸵鸟抗体，开发了一种能够检测新冠病毒的口罩。
C | 该团队研制出一种可重构光学算术逻辑单元芯片，将多种逻辑与算术运算集成于同一硬件平台。相关成果发表于国际权威期刊《自然·通讯》。如果获得政府批准，将有望在年底上市。
D | 报道中指出，该口罩是由日本京都府立大学校长 Yasuhiro Tsukamoto领导开发的，其灵感是来自于一项禽类对病毒的免疫力研究。
E | 随着人工智能与数据密集型应用对高速、低时延计算需求的激增，传统电子集成电路正面临摩尔定律放缓、互连带宽受限和功耗持续上升等挑战。
F | 研究人员表示，由于鸵鸟抗体获取成本较低，他们先将一种无活性和危害的新冠病毒注射到鸵鸟蛋中，然后从中提取抗体。随后，将提取的抗体与口罩过滤层相结合，并让32名新冠肺炎患者带上这些口罩，进行了为期10天的试验。集成光子技术凭借大带宽、高速并行处理和低传输时延等优势，为突破电子计算瓶颈提供了重要的技术路径。 基于这一背景，研究团队依托成熟的硅光子集成平台，利用微环调制器体积小、调制速度快、功耗低且易于电控重构的特点，研制出可实现多种逻辑与算术功能动态切换的光学数字计算芯片。团队通过级联微环构建基本逻辑单元，实现了NOT、AND、OR、XOR和XNOR等多种逻辑运算；同时引入波长维度并行处理不同二进制位，使同一硬件架构能够动态切换为2比特加法器、减法器和数值比较器，无需重新设计芯片结构。 芯片基于220纳米硅绝缘体平台制备，每个微环集成载流子耗尽型高速电光调制结构和热调谐单元，可分别完成高速数据加载与工作波长校准。结果发现，在黑暗的环境下，病毒会在紫外线下发光。实验结果表明，该系统在20Gbit/s速率下实现了基本逻辑运算及算术功能，计算密度达到528Gbit/s2，能效达12.36fJ/bit。 在此基础上，团队完成了高速数据加密与解密、医学图像水印嵌入和图像差异增强等应用验证，展示了该架构从基础逻辑器件向多功能光学数字计算系统扩展的能力。研究人员指出，口罩中的抗体能在人们咳嗽、打喷嚏和喝水时捕获新冠病毒。除了紫外线，智能手机的LED闪光灯也能替代光源，让口罩显示出病毒。 田永辉表示，该工作为构建高密度、低功耗、可重构的光子算术逻辑处理芯片提供了新的实现路径，也为光学数字计算在高速信息处理和片上智能计算中的应用奠定了器件基础。这也意味着，这个口罩能够在家中通过简单的初步检查，确定你是否感染了新冠病毒，并且口罩中的抗体在8个小时之内都是有效的。（记者颉满斌 通讯员余若怡）。目前，日本京都府立大学已经将该口罩申请了专利，正如果获得政府批准，将有望在今年年底生产上市。
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Published on:21:56:41
