Свет вместо электричества: российские ученые предложили новый принцип оптической памяти
Ученые Российского квантового центра, МФТИ и СПбГУ разработали теоретическую модель оптической памяти, которая может применяться в будущих вычислительных системах. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.
Разработка может сократить число преобразований световых сигналов в электрические и тем самым снизить задержки при обработке данных и энергопотребление
Изображение сгенерировано нейросетью Grok
Современные компьютеры используют свет для быстрой передачи больших объемов информации, однако хранение и обработка данных в основном происходят в электронной форме. Из-за этого оптические сигналы приходится преобразовывать в электрические и обратно, что увеличивает задержки и энергозатраты.
В предложенной схеме памятью служит поляритонный конденсат Бозе — Эйнштейна — коллективное состояние света и вещества в полупроводниковой структуре. Световой импульс задает ему определенную поляризацию, после чего это состояние продолжает сохраняться и усиливаться за счет новых частиц.
Компьютерное моделирование показало, что система способна удерживать заданную поляризацию в течение сотен пикосекунд. Это примерно в 100 раз превышает время жизни отдельного поляритона. При этом состояние удавалось задать даже очень слабым сигналом, соответствующим одному фотону. Более мощное возбуждение повышало устойчивость памяти.
По словам руководителя научной группы «Квантовая поляритоника» РКЦ Алексея Кавокина, результат показывает возможность использовать поляритонный конденсат для создания оптической памяти, способной сохранять поляризацию даже слабого светового импульса.