Российские учёные при содействии европейских коллег создали прибор, позволяющий генерировать так называемый «жидкий свет». Он представляет собой сцепление частиц света и материи. Помимо генерации, устройство позволяет управлять этой уникальной квантовой структурой, для чего используются вспышки лазера и разряды электричества. В пресс-службе Университета ИТМО пояснили, подобные приборы в будущем могут стать основной разного рода вычислительных систем.
«Разработка может стать частью сложных устройств, понизив их энергопотребление и увеличив скорость работы. Например, оптических компьютеров или вычислителей, работающих по принципу нейронных сетей и позволяющих максимально раскрыть возможности ИИ. Также их можно использовать в качестве интерфейса для инфраструктуры интернет-сетей», — говорится в официальном сообщении ИТМО.
Открытие сделано во время поисков способов управления «жидким светом», представляющим набор экситон-поляритонов — квазичастиц, которые в свою очередь состоят из электрона и «дырки» положительного заряда, а также электрона и частицы света.
До определённого времени считалось, что подобные квантовые структуры имеют право на существования только при условии, когда температура окружающей среды близка к абсолютному нулю. Однако, ещё несколько лет назад удалось доказать, что они могут образовываться и при комнатных температурах. Именно данное открытие позволило создавать приборы, генерирующие «жидкий свет», который является переносчиком информации. Но для корректной их работы нужны системы, управляющие свойствами и движение данного света.
«Наша разработка позволяет не только «включать» и «выключать» устройство, но и управлять двумя состояниями экситон-поляритонов, которые соответствуют разным длинам волн светового спектра. Также мы можем активировать оба состояния одновременно или каждое по отдельности с разной мощностью. И делаем это как с помощью луча лазера, так и регулировки электрического напряжения в пластинке», — пояснил ведущий научный сотрудник Университета ИТМО (Санкт-Петербург) Василий Кравцов, чьи слова приводит пресс-служба ИТМО.
Необходимыми для вышеуказанных операций свойствами обладают многослойные структуры из оксида кремния, оксида тантала и диселенида молибдена. Эти компоненты можно интегрировать внутри микросхемы или чипа. Если воздействовать на такую структуру лазером, внутри образуются экситон-поляритоны, чьими свойствами и могут управлять учёные. Специалисты научились не только генерировать экситон-поляритоны, но также определять, как они будут взаимодействовать друг с другом, что позволит создавать оптические переключатели и модуляторы, с помощью которых можно передавать и обрабатывать информацию.
Главное изображение сгененировано нейросетью Midjourney.
