Ученые «обуздали» ультракороткие световые импульсы

До появления электронно-лучевой электроники и сверхбыстрых компьютеров, способных работать в тысячи раз быстрее, остался всего один шаг.

Специалисты из Мичиганского Университета, расположенного в Соединенных Штатах Америки, заявили об «обуздании» ультракоротких световых импульсов, продолжительность которых достигает «фемтосекунды», что составляет одну квадратилионную долю минимальной единицы измерения времени. Способность человека контролировать сверхкороткие импульсы света поможет создать вычислительные системы, работающие в 100 тысяч раз быстрее современных компьютеров за счет повышения тактовой частоты центральных процессоров на десятки порядков. Достигнуть этого удастся за счет улучшения ключевого параметра ПК — скорости прохождения импульса, который сегодня обеспечивается электрическими токами. В отличие от последних, световой «пучок» способен перемещаться со значительно более высокими скоростями, при этом главный минус полупроводниковых чипов, связанный с нагревом кристалла вследствие прохождения электрического тока, полностью исключается.

По словам профессора электротехники и информатики Мичиганского Университета Макилло Кира, возглавляющего сумевшую «обуздать» ультракороткие световые импульсы научную группу специалистов из США, обнаруженный учеными метод контролирования света в лабораторных условиях поможет вплотную приблизиться к созданию недорогой технологии квантовых вычислений. Сегодняшние квантовые компьютеры, которые выпускает всего несколько стартапов и крупных корпораций, имеют статус прототипов и не обладают всеми присущими подобной технике преимуществами. Для приближения момента появления полноценной квантовой вычислительной техники, основанной на использовании ультракоротких импульсов света, ученым предстоит научиться управлять электронами в полупроводниках на значительно больших частотах, близких к пока недостижимому для промышленности террагерцу. Ранее о скором появлении террагерцовых ПК, выполняющих вычислительные операции с молниеносной скоростью, заявила группа инженеров из Стэнфордского Университета, сумевшая создать методику «считывания» оптических сигналов в кремнии.

Полученные специалистами из Мичигана результаты исследования обнародованы на страницах научного издания Nature Photonics. Следующим шагом ученых станет попытка оптимизировать происходящие в полупроводнике химические реакции под воздействием сверхкоротких световых волн. Конечная цель исследовательской группы — разработка принципиально новых методов безопасного хранения данных, зашифрованных с применением квантовой криптографии. Взломать использованный при шифровании код в этом случае попросту невозможно, что способствует повышенному интересу к разработкам американских ученых со стороны компаний, работающих в сфере информационной безопасности. В рамках экспериментов, проведенных в условиях лаборатории, сотрудники группы Кира использовали полупроводниковые пластины на базе селенида галлия, с помощью которой им удалось зафиксировать фемтосекундные лазерные импульсы, продемонстрировавшие способность проходить вдоль и поперек образованных в материале атомных связей без нарушения целостной структуры полупроводника.