Что это такое? Российские учёные разработали прибор для генерации «жидкого света»

Российские учёные при содействии европейских коллег создали прибор, позволяющий генерировать так называемый «жидкий свет». Он представляет собой сцепление частиц света и материи. Помимо генерации, устройство позволяет управлять этой уникальной квантовой структурой, для чего используются вспышки лазера и разряды электричества. В пресс-службе Университета ИТМО пояснили, подобные приборы в будущем могут стать основной разного рода вычислительных систем.

«Разработка может стать частью сложных устройств, понизив их энергопотребление и увеличив скорость работы. Например, оптических компьютеров или вычислителей, работающих по принципу нейронных сетей и позволяющих максимально раскрыть возможности ИИ. Также их можно использовать в качестве интерфейса для инфраструктуры интернет-сетей», — говорится в официальном сообщении ИТМО.

Открытие сделано во время поисков способов управления «жидким светом», представляющим набор экситон-поляритонов — квазичастиц, которые в свою очередь состоят из электрона и «дырки» положительного заряда, а также электрона и частицы света.

До определённого времени считалось, что подобные квантовые структуры имеют право на существования только при условии, когда температура окружающей среды близка к абсолютному нулю. Однако, ещё несколько лет назад удалось доказать, что они могут образовываться и при комнатных температурах. Именно данное открытие позволило создавать приборы, генерирующие «жидкий свет», который является переносчиком информации. Но для корректной их работы нужны системы, управляющие свойствами и движение данного света.

«Наша разработка позволяет не только «включать» и «выключать» устройство, но и управлять двумя состояниями экситон-поляритонов, которые соответствуют разным длинам волн светового спектра. Также мы можем активировать оба состояния одновременно или каждое по отдельности с разной мощностью. И делаем это как с помощью луча лазера, так и регулировки электрического напряжения в пластинке», — пояснил ведущий научный сотрудник Университета ИТМО (Санкт-Петербург) Василий Кравцов, чьи слова приводит пресс-служба ИТМО.

Необходимыми для вышеуказанных операций свойствами обладают многослойные структуры из оксида кремния, оксида тантала и диселенида молибдена. Эти компоненты можно интегрировать внутри микросхемы или чипа. Если воздействовать на такую структуру лазером, внутри образуются экситон-поляритоны, чьими свойствами и могут управлять учёные. Специалисты научились не только генерировать экситон-поляритоны, но также определять, как они будут взаимодействовать друг с другом, что позволит создавать оптические переключатели и модуляторы, с помощью которых можно передавать и обрабатывать информацию.

Главное изображение сгененировано нейросетью Midjourney.