Российские учёные на шаг приблизились к созданию фотонного компьютера

Команда российских исследователей предложила технологию, которая поможет в создании сверхбыстрых фотонных компьютеров.

По сути, фотоника является аналогом электроники, использующим вместо электронов кванты электромагнитного поля — фотоны. Ожидается, что подобные технологии откроют путь к созданию систем для обработки огромных объёмов данных на высоких скоростях.

Концепция фотонного компьютера предусматривает использование особых оптических волноводов, в которых электромагнитная волна может распространяться только вдоль определённого направления. Однако существует сложность. Дело в том, что в волноводах на микроэлектронном уровне наблюдается потеря энергии, а значит и потеря сигнала, что сильно ограничивает на данный момент их применение.

Решением проблемы занимаются учёные из Института теоретической и прикладной электродинамики РАН, Всероссийского НИИ автоматики им. Н.Л. Духова и МФТИ. Исследователи рассчитали модель оптической системы, в которой большие потери в волноводах компенсируются при помощи малого усиления.

Суть предложенного решения сводится к периодическому изменению расстояние между двумя волноводами. Это позволяет «настроить» перетекание энергии между ними так, что электромагнитные поля будут усиливаться при распространении по волноводам даже в том случае, когда потери превосходят усиление.

Открытый феномен позволяет практически без потерь передавать сигнал, что являлось до сих пор нерешённой проблемой в плазмонных и нанооптических устройствах.

Помимо потерь в волноводах при увеличении амплитуды сигнала проявляются нелинейные эффекты, которые замедляют и ограничивают рост амплитуд. Это означает, что применяя предложенную схему, можно создать устойчивый постоянный сигнал, который будет надёжно передавать информацию в фотонных схемах и в будущем может использоваться для создания фотонных компьютеров .

Более подробно об исследовании российских учёных можно узнать здесь.

Источник: