Источник Newsinfo.ru

Российские физики обгонят Google. Нанолазер для светового компьютера

Физики из России и зарубежных стран создали новый тип компактного нанолазера, который можно использовать в качестве основы для световых и квантовых компьютеров будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

"Поляритоны предлагают альтернативную платформу для квантовых вычислений. Самое главное, как показала наша работа с группой из Мичигана, поляритонные конденсаты прекрасно себя чувствуют при комнатной температуре. Я убежден, что полупроводниковая платформа для квантовых технологий может быть создана в России за короткий срок. И здесь мы могли бы даже обогнать Google", – заявил Алексей Кавокин из Санкт-Петербургского государственного университета.

Поляритоны представляют собой одну из относительно недавно созданных виртуальных частиц, которая, как и фотон, одновременно ведет себя как волна и как частица. Он состоит из трех компонентов — оптического резонатора (набора из двух зеркал-отражателей), заточенной между ними световой волны и квантового колодца – атома и вращающегося вокруг него электрона, который периодически поглощает и испускает квант света.

Как показывают недавние опыты и теоретические расчеты российских физиков, поляритоны можно использовать в качестве переносчиков информации в световых и квантовых компьютерах будущего, а также в качестве основы для различных компактных источников света и других форм электромагнитного излучения.

Как рассказывает Кавокин, за последние несколько лет и российские, и зарубежные ученые использовали это свойство поляритонов для создания компактных лазеров, способных работать при комнатной температуре и потреблять очень небольшое количество энергии. Несмотря на подобные плюсы, такие лазеры нельзя было применять на практике, так как их конструкция в принципе не позволяла управлять их поляризацией, что критически важно для передачи и кодирования информации.

Кавокин и его коллеги из Университета ИТМО, а также США, Великобритании и Италии смогли решить эту проблему, "нарушив" законы физики, управляющие поведением электронов и тем, как те участвуют в накачке лазера. На поляритоны, как отмечают ученые, подобные ограничения действуют не всегда, так как при очень низких температурах они превращаются в особую экзотическую форму материи, так называемый конденсат Бозе-Эйнштейна.

"Обычно в поляритонном лазере образуются два конденсата Бозе-Эйнштейна. Оба конденсата излучают независимо, и в итоге направление поляризации является случайным. Если бы удалось накачивать преимущественно один конденсат, это позволило бы, во-первых, получать стабильное циркулярно-поляризованное излучение, а во-вторых, дополнительно снизить энергопотребление", — объясняет Иван Иорш, доцент Университета ИТМО в Санкт-Петербурге. 

Российские и зарубежные ученые поняли, как решить эту проблему, и заставили поляритоны работать и при комнатной температуре, используя необычный источник электронов – фрагмент ферромагнитного материала, сплав железа, кобальта и оксида магния. Как отмечают исследователи, свойствами электронов в них можно управлять при помощи внешнего магнитного поля, что позволяет гибко и быстро менять поляризацию лазерного излучения, порождаемого этими электронами.

Подобные лазеры, как отмечает Кавокин, позволят не только ускорить работу обычных оптоволоконных сетей, но и создать световые и квантовые компьютеры, работающие при комнатных температурах. Это упростит их конструкцию и приблизит нас к их созданию, заключают ученые.

Не забывайте присоединяться к Pravda.Ru во ВКонтакте, Telegram, Одноклассниках, Google+, Facebook, Twitter. Установи "Правду.Ру" на главную страницу "Яндекса". Мы рады новым друзьям!

Комментарии
Смартфон станет для россиян полноценной заменой паспорта
Смартфон станет для россиян полноценной заменой паспорта
Смартфон станет для россиян полноценной заменой паспорта
ПОЧЕМУ ЛЬВУ ТОЛСТОМУ ТАК И НЕ ДАЛИ НОБЕЛЕВСКУЮ ПРЕМИЮ
Тайна "Прометея": куда направлен ЗРК С-500
ООН приняла резолюцию против Крыма. Что теперь будет?
ООН приняла резолюцию против Крыма. Что теперь будет?
Аляску продали, сдали в аренду или подарили?
Аляску продали, сдали в аренду или подарили?
В исчезновении аргентинской субмарины нащупали британский след
ООН приняла резолюцию против Крыма. Что теперь будет?
Новый пресс-секретарь Шойгу "взорвала" соцсети
Разведка США начала расследование по Путину
"Одесса превратилась в ничто" — сорванный концерт Райкина обсуждают в Сети
"Одесса превратилась в ничто" — сорванный концерт Райкина обсуждают в Сети
Хиллари Клинтон определила главную угрозу нацбезопасности США
Разведка США начала расследование по Путину
Немцы-энтузиасты ищут "Янтарную комнату" в центре Европы
Как воевать с "Черными дроздами"
За билетами на "Нуриева" в кассы Большого театра выстроилась очередь
Главу МИД ФРГ разозлил конфликт между Россией и США из-за СМИ