Перспективный замедлитель фотонов

Как это ни странно, но передать данные с помощью света на тысячи километров по оптоволокну намного легче, чем на несколько нанометров в компьютерных чипах. Однако вскоре станет возможным точно направлять фотоны в микросхемах вследствие разработок, выполненных в NIST и Университете Мэриленда совместно с Гарвардским университетом.

Ученые говорят, что исследование может привести не только к более эффективной обработке данных в компьютерах, но также предоставит новый способ изучения (дробного) квантового эффекта Холла, в котором в результате взаимодействия электронов при движении в магнитном поле образуются квазичастицы с зарядом меньшим, чем заряд электрона.

«Трудности передачи фотонов в микросхемах связаны с небольшими дефектами в материале, из которого они изготавливаются, - говорит Джейкоб Тейлор (Jacob Taylor), физик-теоретик из NIST. – Они появляются во множестве и отклоняют фотоны, что ведет к искажению сигнала».

Эти дефекты вызывают особенные трудности, когда они встречаются в устройствах для замедления фотонов. Такие устройства обычно конструируются из одного ряда миниатюрных резонаторов, поэтому дефекты в них могут разрушить данные в потоке фотонов. Но ученые додумались, что использование нескольких рядов резонаторов может создать альтернативные пути в устройствах замедления, позволяя фотонам обходить дефекты.

Поскольку устройства замедления являются одной из основных частей компьютерных цепей, такая техника может помочь преодолеть трудности, препятствующие разработке фотон-базированных чипов, которые все еще являются мечтой в индустрии компьютеров.

Первый автор публикации Мохаммед Хафези (Mohammad Hafezi) говорит, что перспективы исследования квантового эффекта Холла с помощью таких устройств очень многообещающи. «Фотоны в этих устройствах демонстрируют такой же тип взаимодействия, как и электроны в квантовом эффекте Холла», - объяснил он.

               

Схематический рисунок замедлителя фотонов с многорядными резонаторами