Физики 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 предложили новую оперативную память для компьютера, работающего с информацией в виде света

Объемы информации в?современном мире растут в?геометрической прогрессии, а?для?обработки такого?массива данных в?цифровом виде требуется все больше ресурсов, из?за чего вычислительные возможности современных компьютеров близки к?пределу своих возможностей. В?связи с?этим ученые ищут новые способы, которые позволят увеличить эффективность вычислений. Среди возможных вариантов?— создание компьютеров нового поколения, например оптических, которые для?передачи и?обработки информации используют свет (фотоны) вместо электрических сигналов, применяемых сегодня.

Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в?научном журнале Physical Review?B

Оптические системы слабее нагреваются и?потребляют меньше энергии по?сравнению с?традиционными полупроводниковыми устройствами, однако их?интеграция с?электронными системами требует создания принципиально новых технологий. Физики Санкт?Петербургского государственного университета предложили новый способ такого?хранения света с?помощью явления трехимпульсного фотонного эха в?магнитном поле, что?в?перспективе может значительно ускорить вычисления.

Исследование выполнено в?ресурсном центре ?Нанофотоника? Научного парка 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入. Проект ?Протокол когерентного оптического контроля экситонов в?малых магнитных полях? поддержан грантом Российского научного фонда.

Санкт?Петербургский университет уже несколько лет подряд является одним из?лидеров по?количеству грантов Российского научного фонда. В?2022?году ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 получили 112?грантов?— это?5,5?% от?общего числа победивших проектов и?наибольшее число грантов для?одной организации. При?этом?25?% поддержанных проектов выполняются под руководством молодых исследователей. В?2023 году Университет сохранил лидерство в?данном конкурсе РНФ: ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 получили 70?грантов, это?5?% от?общего числа победивших проектов. От?Санкт?Петербургского университета на?конкурс 2023?года было подано 214?заявок, и?практически каждая третья из?них получила поддержку.

?Протокол фотонного эха использует два лазерных импульса для?записи информации и?один для?считывания. Главная сложность в?таком?подходе?— сохранить когерентность света, то?есть фазу световой волны (ее?положение в?цикле колебаний). Для?записи информации используются особые состояния в?полупроводниковых кристаллах?— экситоны. Они позволяют записывать и?считывать данные за?очень короткое время, лишь за?триллионные доли секунды. Чтобы?информация хранилась дольше, экситоны переводят в "темное" состояние с?помощью магнитного поля?,?— пояснил один из?авторов исследования, аспирант 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 Роман Назаров.

Экситоны?— это?связанные пары из?электрона и??дырки? (места, где электрона не?хватает), которые образуются в?полупроводниках или диэлектриках. Их?можно представить как?временные ?атомы? внутри материала: электрон и??дырка? притягиваются друг к?другу, но?не?сливаются. Экситоны могут находиться в?темном состоянии, при?котором они не?взаимодействуют со?светом, не?излучая и?не?поглощая фотоны. Его?можно использовать для?долгого хранения информации, поскольку в?обычном состоянии экситоны быстро рекомбинируют, то?есть объединяются, превращаясь в?свет, а?темным это?запрещено, поэтому они?могут существовать гораздо дольше.

По?словам ученого, свет?— это?волна и?важно суметь сохранить не?только ее?амплитуду, но?и?момент времени, когда волна достигает своего пика, то?есть фазу света. Предложенный учеными Санкт?Петербургского университета метод позволяет с?помощью магнитного поля сохранить фазу света в?темных экситонах, а?затем извлечь ее?из?них для?считывания. Полученные результаты открывают перспективы создания устройств нового поколения для?хранения оптической информации, работающих с?меньшими затратами энергии и?доступных для?широкого применения.

Санкт?Петербургский государственный университет?— старейший университет России?— был основан 28?января (8?февраля) 1724?года, когда Петр I?издал указ об?учреждении Университета и?Российской академии наук. Сегодня 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?— один из?крупнейших научно?образовательных центров. Здесь учатся более 20?тысяч студентов, созданы более 15?крупных лабораторий и?23?ресурсных центра, входящих в?ведущий Научный парк страны. 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入ники Университета неоднократно становились лауреатами Нобелевской и?Филдсовской премий.

С?недавних пор Северная столица официально отмечает новый праздник?— День Санкт?Петербургского государственного университета, внесенный в?закон Санкт?Петербурга ?О?праздниках и?памятных датах в?Санкт?Петербурге?.

В?феврале 2025?года состоялась торжественная церемония, в?ходе которой космонавты ?Роскосмоса? передали Университету флаг ?300 лет 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入?, проделавший путь до?Международной космической станции и?обратно.