Физики совершили прорыв в области разработки нетрадиционных вычислительных технологий, добившись значительного прогресса в управлении так называемым «жидким светом», который в квантовой науке называется «поляритонным конденсатом». Особенностью этой инновационной технологии является способность управлять этим «жидким светом» при комнатной температуре. Это достижение открывает новую главу в исследовании высокоскоростных поляритонных логических устройств, которые могут стать ключевым элементом в развитии компьютеров следующего поколения.

Исследование было поддержано грантом Российского научного фонда и опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Что такое «поляритоны»?

Поляритоны представляют собой квантовый «жидкий свет», состоящий из гибридных частиц, образующихся в результате сильного взаимодействия света и материи. Такой «жидкостью» можно управлять, воздействуя на входящую в ее состав материю. Ученым удалось сделать огромный шаг вперед, предложив инновационный способ активного пространственного контроля конденсатов «жидкого света» при комнатной температуре.

Ключевой прорыв

Отличительной особенностью этой разработки является возможность манипулирования конденсатами поляритонов без использования традиционных профилей оптической накачки.

Такого результата ученым удалось добиться, поместив внутри резонатора дополнительный слабо связанный слой органического сополимера, кривая поглощения которого является нерезонансной по отношению к оптической моде резонатора.

Такое на первый взгляд простое, но при этом гениальное решение открывает множество новых возможностей.

Как это работает?

Ученые использовали метод накачки-зондирования, применяя лазерные импульсы разных цветов. Это позволило им не только модулировать показатель преломления в активной среде, но и создавать поляритонный конденсат.

Однако самое интересное заключается в том, что они смогли добиться феноменального эффекта поглощения при высокой энергии, что позволяет им управлять свойствами поляритонного конденсата при комнатной температуре.

Будущее вычислений на основе «жидкого света»

«Этот прорыв открывает новую эру исследований органических поляритонных платформ, которые лягут в основу прочного фундамента вычислений на основе „жидкого света“ при комнатной температуре. Научившись контролировать необычные свойства сильной связи между светом и материей и преодолев ограничения, присущие микрорезонаторам традиционной планарной архитектуры, мы сможем в полной мере использовать возможности таких удивительных квазичастиц, как поляритоны. Буквально на наших глазах рождаются технологии будущего!», — говорит идейный вдохновитель исследования, ученый-исследователь Лаборатории гибридной фотоники Сколтеха Антон Путинцев.

Исследователи уже начали применять этот метод для создания полностью оптических поляритонных логических устройств, где они могут контролировать эффективный показатель преломления активной среды в реальном времени. Это открывает перспективы для разработки инновационных технологий и устройств, которые могут стать важными компонентами в будущих вычислительных системах.