В России разработан новый оптический переключатель для суперскоростных компьютеров

Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Великобритании предложили физическую концепцию нового оптического переключателя, который заставляет менять направление световых волн. Переключатель представляет собой маленькую стеклянную частицу необычной формы, ее размер всего около 1 микрона.
В России разработан новый оптический переключатель для суперскоростных компьютеров

По словам авторов, такой простой переключатель в перспективе может быть использован в суперскоростных оптических компьютерах

Во всех существующих сегодня вычислительных устройствах, в том числе в компьютерах, информацию передают электроны. Однако ученые считают, что если заменить их на фотоны — кванты света, то передавать данные можно будет буквально со скоростью света. Над созданием эффективного оптического квантового компьютера работают исследователи и компании в разных странах мира. В США и Китае уже презентованы прототипы таких компьютеров. Однако пока они могут решать очень ограниченный круг задач. Для широкого прикладного применения оптических компьютеров исследователям предстоит преодолеть еще много барьеров.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

«В такой технике важно с очень большой скоростью переключать сигнал, то есть менять направление света. Поэтому нужны эффективные переключатели. Ученые решают эту задачу по-разному. Одни предлагают механические переключатели, но они не дают нужной скорости переключения. Другие — используют специфические кристаллы на нелинейных эффектах, а это требует разработки специальных новых материалов и методов управления ими. Мы в своей статье предложили использовать другой принцип: эффективно менять направление света могут частицы из диэлектрического материала особой формы. В данном случае мы брали в расчет простое стекло. Кроме того, предложенный метод не требует применения металлов», — говорит руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политеха Олег Минин.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Предложенный переключатель — это маленькая стеклянная частица в форме кубика с пристыкованной к нему призмой. Его работа основана на эффекте «фотонного крючка», ранее открытого авторами исследования.

Принцип работы нового устройства
Принцип работы новой системы
Томский политех

«Все дело в форме частицы. Ранее мы открыли, что свет, проходя через частицу диэлектрика такой формы, искривляется на выходе в виде крючка. За счет его физических свойств у фотонного крючка очень широкий спектр потенциального применения. В данном случае расчеты показывают, что если изменить длину волны у света, проходящего через частицу, то можно менять направление крючка. В этом и заключается суть "переключения" сигнала — в изменении направления», — отмечает Олег Минин. Результаты исследования опубликованы в журнале Annalen der Physik (IF: 3,276; Q1).

Сейчас исследователи готовятся провести серию экспериментов, которые должны будут подтвердить результаты моделирования и расчетов. Они пройдут в Великобритании, в Университете Бангора.

Работа выполнена при частичной поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Программы повышения конкурентоспособности ТПУ.

Материал предоставлен пресс-службой Томского политехнического университета