Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета представили инновационную технологию, которая открывает новые горизонты в области хранения световых сигналов. Это достижение может стать ключевым шагом на пути к созданию сверхбыстрых оптических компьютеров будущего. Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда.
Современный мир генерирует колоссальные объемы данных, и традиционные вычислительные системы приближаются к пределу своих возможностей. Оптические компьютеры, использующие фотоны вместо электронов, обещают революцию в скорости обработки информации при минимальном энергопотреблении. Однако для их интеграции в существующие технологии требуются принципиально новые подходы к управлению светом.
Новый метод, разработанный физиками, основан на явлении трехимпульсного фотонного эха в сочетании с магнитным полем. Эта технология не только сохраняет целостность световых волн, но и значительно увеличивает время хранения информации. «Используя специальные состояния в полупроводниках — экситоны — мы научились фиксировать данные за триллионные доли секунды, — объясняет Роман Назаров, участник исследовательской группы. — Магнитное поле переводит их в стабильное «темное» состояние, продлевая срок хранения в тысячи раз».
Экситоны, представляющие собой пары электронов и «дырок», действуют как микроскопические хранилища информации. В обычных условиях они быстро преобразуются в свет, но в «темном» режиме сохраняют стабильность, не взаимодействуя с внешним излучением. Это позволяет надежно фиксировать как амплитуду, так и фазу световой волны — критически важные параметры для точной передачи данных.
Разработанная технология демонстрирует впечатляющий потенциал: устройства на ее основе смогут работать с рекордной энергоэффективностью, открывая путь к компактным и мощным вычислительным системам. Ученые уверены, что этот прорыв ускорит переход к новому этапу цифровой эры, где оптические решения станут основой IT-инфраструктуры.
Эксперименты проводились в высокотехнологичной лаборатории «Нанофотоника», оснащенной уникальным исследовательским оборудованием. Проект продолжает развиваться, обещая в ближайшие годы практическую реализацию первых прототипов устройств.
