Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) разработали инновационное устройство – микрорезонатор, который позволяет управлять светом с беспрецедентной для Европы эффективностью. Это устройство может стать основой для создания оптических компьютеров и сенсоров нового поколения.
В сотрудничестве с учеными из лаборатории оптики спина имени И.Н. Уральцева сотрудники Научного парка СПбГУ создали микрорезонатор с тонкими слоями арсенида галлия и арсенида алюминия. Благодаря показателю добротности, который составляет 54 тысячи, устройство является рекордным для России и Европы. Микрорезонаторы способны сохранять световую энергию, что крайне важно для квантовых вычислений.
В настоящее время в области физики, которая занимается исследованием взаимодействия света и материи и изучает возникновение поляритонов, наблюдается значительный прогресс. Эти квантовые частицы, обладающие особыми свойствами, находят применение в оптических микросхемах, логических устройствах и системах связи. Их способность усиливать излучение позволяет создавать эффективные источники когерентного света с низким энергопотреблением.
Ученые СПбГУ разработали полупроводниковую структуру на основе GaAs, помещенную в микрорезонатор, что открывает перспективы для создания новых оптических технологий.
Ученые создали микрорезонатор с рекордной добротностью 54 тыс., что позволяет эффективно сохранять световую энергию и дольше удерживать фотоны в ловушке. Это важно для квантовых вычислений, где также продемонстрирован поляритонный лазер с низким порогом генерации. На основе этой структуры ученые СПбГУ получили 25 квантовых кубитов в оптических ловушках, которые используются в квантовых компьютерах для решения задач, недоступных суперкомпьютерам. Разработка имеет широкий спектр применения.
«Поляритонные лазеры еще не вышли из лабораторных стен, но уже очень скоро мы увидим их в действии. Одна из наиболее многообещающих областей их применения – сверхбыстрые аналоговые и квантовые вычисления. Наша лаборатория завершает работу над первым в мире поляритонным квантовым процессором. Его базовые компоненты – поляритонные кубиты – будут тратить на осуществление логической операции в миллионы раз меньше времени, чем сверхпроводящие кубиты, которые разрабатывают в компаниях IBM и Google», – рассказал руководитель лаборатории оптики спина имени И.Н. Уральцева СПбГУ Алексей Кавокин.
Источник: ТАСС
распечатать статью
