宽频网络的出现让我们开始能以更快的速度连接上网络，而近期澳洲墨尔本皇家理工大学（RMIT）AI 奈米光子学实验室（LAIN）团队在光学研究上的新突破，可能又会再让上网连接的速度更上一层楼，更重要的是，这种改进可以在现有的网络基础设施上轻松实现。
23 日发表在《自然通讯》（Nature Communications）期刊的新论文中，LAIN 团队揭露了世界上第一个能够用于编码和处理数据的奈米光子（nanophotonic）设备，不需要完全改变埋在海底的光纤电缆网络，就有望能扩大电缆的数据容量、为人们打造更快的网络连线环境。
据了解，这项设备主要与被称为“扭转光”（Twisted Light）的技术有关。截至目前为止，光纤通讯都运用可见光传输数据，因此实际上只使用了光的一小部分容量，在最新研究的光学技术中，研究者正透过改变光的旋转或轨道角动量（OAM）创造扭转光，盼能借此让光线能以最高容量来准确传输数据，进而大幅提升带宽。
然而扭转光也必须找到方法解码才能让携带的讯息得以被理解。共同作者 Haoran Ren 博士指出，过去要做到这点必须要使用和桌子一样大小的机器，但这明显对于电信传输来说非常不切实际。在近期的研究中透过使用超薄拓扑奈米片（nanosheets），团队创造的微型 OAM 奈米电子探测器已经能够解码扭转光，同时也适用于光纤电缆的末端使用。
▲ 用于解码扭转光的微型 OAM 奈米电子探测器。（Source：RMIT Uinversity CC BY 4.0）
由于使用的材料与多数技术使用的硅基材料兼容，微型 OAM 奈米电子探测器将可以轻松扩展到产业应用。RMIT 副校长、LAIN 主任顾敏（Min Gu）形容，OAM 奈米电子探测器就像一个“眼睛”，可以看见扭转光携带的讯息并解码使电子设备理解。这项技术的高性能、低成本和小尺寸使其能够成为下一代宽频光纤通讯的可行应用。
“这项设备符合现有光纤技术的规模，可以用来在未来几年内协助将光纤的带宽或可行的处理速度提高 100 倍以上，这种简单的可扩展性及它对电信产业能够带来的强大影响是令人兴奋的。”
电子探测器的应用不仅于此。顾敏指出，OAM 奈米电子探测器也可用于接受透过扭转光发送的量子讯息，这意味着它也将能应用于各种量子通讯和量子运算的尖端研究。
“我们的奈米电子设备，将为未来的光学和量子通讯释放扭转光的所有潜力。”
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（首图来源：pixabay）
