Ученые выяснили, как передавать сигнал бесконечно в световых компьютерах

Российские физики решили одну из главных проблем на пути создания световых компьютеров, заставив свет путешествовать почти без потерь между различными компонентами этих вычислительных устройств будущего, говорится в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports.

"Периодически изменяя расстояние между волноводами в световом компьютере, можно "настроить" перетекание энергии между ними так, что электромагнитные поля будут усиливаться при распространении по волноводам даже в том случае, когда потери превосходят усиление", - заявил Александр Пухов из Московского физтеха в Долгопрудном, чьи слова передает пресс-служба вуза.

В последние годы зарубежные и отечественные ученые все активнее работают над созданием световых аналогов современных полупроводниковых компьютеров, в которых роль носителя информации будет играть свет, а не электрический ток. На пути создания таких вычислительных устройств, которые в теории будут в сотни и тысячи раз быстрее обычных компьютеров и потреблять заметно меньше энергии, существует несколько очень сложных проблем, которые ученые сейчас постепенно решают.

К примеру, Пухов и его коллеги из МФТИ и институтов РАН приблизились к решению ключевой проблемы при транспортировки информации внутри фотонных чипов - того, что световой сигнал постепенно затухает при прохождении через его компоненты, и того, что его невозможно при этом усилить, не внося искажения в него.

Российские ученые, рассчитывая поведение света в двух связанных друг с другом волноводах, "проводах" или дорожках внутри светового чипа, обнаружили, что поведением, энергией и другими свойствами света в них можно гибко управлять, меняя соотношение длин этих световодов и те материалы, из которых они были изготовлены.

К примеру, если один волновод будет изготовлен из вещества, поглощающего энергию световых волн, а второй - из усиливающего материала, то тогда свет можно будет фактически бесконечно усиливать, манипулируя положением той точки, где электромагнитное поле частиц света достигает максимально высоких значений во время путешествия через эти "световые провода".

Как показывают расчеты авторов статьи, манипуляции положением этой точки максимума позволяют не только усилить сигнал, но и сделать его более стабильным, что позволяет надежно передавать информацию в фотонных схемах, что крайне важно для создания фотонных компьютеров будущего.