Учёные‑физики совершили качественный скачок на пути создания нетрадиционных вычислительных технологий. Группа исследователей смогла продвинуться в решении задачи пространственной манипуляции и управления энергией «жидкого света» при комнатной температуре. Ещё её называют «поляритонным конденсатом». Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters, рассказали информационной службе Хабра в пресс‑службе «Сколтеха».Схема микрорезонатора с двойным активным слоем из органических красителей под воздействием двухцветного профиля возбуждения, формирующего локализованный поляритонный конденсат в центре кольца.
По словам учёных, эта разработка открывает новую главу в исследовании полностью оптических высокоскоростных поляритонных логических устройств, без которых переход к компьютерам следующего поколения всегда представлялся неразрешимой задачей. Поляритоны представляют собой квантовый «жидкий свет», состоящий из гибридных частиц, образующихся в результате сильного взаимодействия света и материи. Этой «жидкостью» можно управлять, воздействуя на входящую в её состав материю. Исследователи предложили инновационный способ активного пространственного контроля конденсатов «жидкого света» при комнатной температуре.
Новая разработка делает возможным манипулирование конденсатами поляритонов без использования традиционных профилей оптической накачки. Учёные поместили внутри резонатора дополнительный слабо связанный слой органического сополимера. У этого сополимера нерезонансная кривая поглощения по отношению к оптической моде резонатора. Для частичного насыщения оптического поглощения в слабо связанном полупроводниковом слое учёные применили метод накачки‑зондирования лазерными импульсами разных цветов. Это позволило добиться сверхбыстрой модуляции эффективного показателя преломления активной среды одновременно с формированием поляритонного конденсата. Благодаря эффекту поглощения в возбуждённом состоянии молекул слабо связанного слоя на длине волны излучения конденсата, исследователи смогли разгадать секрет локально‑наведённого рассеяния поляритонов.
Результатом описанных действий стала возможность управления пространственным профилем, плотностью и энергетическим ландшафтом поляритонного конденсата. Сам конденсат не надо охлаждать до криогенных температур. В аналогичных неорганических структурах необходимых для осуществления такого контроля охлаждение необходимо.Антон Путинцев
Учёный-исследователь Лаборатории гибридной фотоники «Сколтеха», идейный вдохновитель исследования
«Этот прорыв открывает новую эру исследований органических поляритонных платформ, которые лягут в основу прочного фундамента вычислений на основе «жидкого света» при комнатной температуре. Научившись контролировать необычные свойства сильной связи между светом и материей и преодолев ограничения, присущие микрорезонаторам традиционной планарной архитектуры, мы сможем в полной мере использовать возможности таких удивительных квазичастиц, как поляритоны. Буквально на наших глазах рождаются технологии будущего».
На основе полученных результатов возможно создание полностью оптических поляритонных логических устройств. Их способность к сверхбыстрой контролируемой модуляции эффективного показателя преломления активной среды позволит использовать полученный эффект в качестве дополнительного, независимого параметра подстройки поляритонных состояний в реальном времени.
Кроме того, открытие даёт возможность встраивать такие слабосвязанные поглощающие элементы в микрорезонаторы латеральной архитектуры, предложенной для создания поляритонных интегральных схем.
Источник новости: habr.com
