Микрорезонатор с рекордной эффективностью: что скрывает квантовая ловушка света

Звучит как фантастика, но российские учёные уже делают шаги в сторону квантового прорыва. В Санкт-Петербургском государственном университете разработали микрорезонатор, который побил европейский рекорд по эффективности — и это только начало.

Что такое микрорезонатор и зачем он нужен

Микрорезонатор — это устройство, способное "запирать" свет и управлять его поведением. Он играет ключевую роль в квантовых и оптических технологиях, особенно в таких областях, как:

• Оптические вычисления.
• Сенсоры нового поколения.
• Квантовые компьютеры.
• Сверхбыстрые коммуникационные системы.

Рекорд добротности и его значение

Созданное устройство показало добротность 54 тысячи — рекордный показатель не только для России, но и для Европы. Это значит, что фотоны остаются внутри резонатора дольше, а значит, больше энергии сохраняется и передаётся, что критично для квантовых вычислений.

Такой результат стал возможен благодаря тончайшим слоям арсенида галлия и алюминия (GaAs и AlAs), выращенным в уникальной полупроводниковой структуре.

Поляритоны: свет + материя

Разработка относится к области поляритоники — науки о гибридных частицах, сочетающих свойства света и вещества. Поляритоны позволяют:

• Создавать компактные и энергоэффективные лазеры.
• Усиливать излучение.
• Строить оптические микросхемы и логические устройства.
• Разрабатывать системы аналоговых и квантовых вычислений.

Первые шаги к квантовому процессору

Учёные СПбГУ уже смогли получить 25 квантовых кубитов с использованием подобной структуры. Это важный шаг в создании полноценного квантового компьютера.

"Наша лаборатория завершает работу над первым в мире поляритонным квантовым процессором. Его базовые компоненты будут выполнять логические операции в миллионы раз быстрее, чем существующие сверхпроводящие кубиты", — заявил Алексей Кавокин, руководитель лаборатории оптики спина СПбГУ.

Почему это важно уже сейчас

Спрос на быструю и эффективную обработку данных растёт. Разработка СПбГУ — это не просто лабораторный эксперимент, а реальный шаг к внедрению оптических технологий в повседневную жизнь: от мобильной связи до суперкомпьютеров.

Уточнения

Центра́льный проце́ссор (ЦП; также центра́льное проце́ссорное устро́йство - ЦПУ; англ. central processing unit, CPU, дословно — центральное обрабатывающее устройство, часто просто процессор) — электронный блок либо интегральная схема, исполняющая машинные инструкции (код программ), главная часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера.