Улучшенные «фотонные контуры» могут стать ключом к прогрессу

Многие люди знают об оптоволокне по причине частого использования Глобальной сети, в которой можно найти практически все – от объявления формата «такси москва» до научных исследований и экспериментов. Но американским ученым известно об оптоволоконном кабеле куда больше простых обывателей, более того, они предприняли попытку по созданию достойной ему смены.

Удивительно, но передать несущие информацию фотоны по многокилометровому оптоволоконному кабелю намного проще, чем по компьютерному контуру, величина которого измеряется всего в нескольких нанометрах. Однако скоро может появиться возможность точно проводить частицы света через микрочипы, поскольку американские ученые из Объединенного квантового института при Национальном институте стандартов и технологий, совместно с коллегами из Университетов Мериленда и Гарварда проводят исследования в этой области.

Ученые утверждают, что их работа не только поможет созданию более эффективных процессоров для персональных компьютеров, но и даст возможность продвинуться в исследовании необычного явления квантового мира, известного под названием квантового эффекта Холла, при котором электроны при перемещении в магнитном поле интерферируют. Исследования в этой сфере довольно многочисленны, некоторые ученые даже удостоились Нобелевской премии, однако, остается еще много связанных с этим явлением теоретических предсказаний, которые необходимо проверить на практике.

По словам физика-теоретика Джейкоба Тэйлора, пытаясь использовать фотоны в микросхемах, ученые сталкиваются с проблемами, вызванными небольшими дефектами материала, из которого изготовлены чипы. Такие дефекты возникают очень часто и отклоняют фотоны, препятствуя нормальному прохождению сигнала. Особенно много проблем вызывают дефекты в устройствах задержки фотонов, которые обычно состоят из последовательности крошечных резонаторов, поэтому присутствующий в них дефект может повредить информацию в фотонном потоке. Однако ученые поняли, что использование множества последовательностей резонаторов создаст альтернативные пути, которые позволят фотонам проходить в обход дефекта. Фотоны в этих устройствах проявляют тот же тип интерференции, что и электроны, подвергаемые квантовому эффекту Холла. Поэтому ученее надеются, что новая разработка позволит обойти некоторые проблемы, причем проводить исследования напрямую, а не по аналогии.