Российские ученые разработали способ хранения данных с помощью света

Исследователи из Российского квантового центра, Московского физико-технического института и Санкт-Петербургского государственного университета представили новый механизм оптической памяти. Он может позволить компьютерам не только передавать, но и хранить информацию с использованием света, как сообщается в пресс-релизе РКЦ. Данную информацию сообщает портал Ferra.

На сегодняшний день оптические технологии обеспечивают передачу больших объемов данных, однако для обработки внутри компьютеров световые сигналы обычно преобразуются в электрические. Эти преобразования приводят к увеличению задержек и энергозатрат. Поэтому одной из задач ученых является создание памяти, которая будет сохранять информацию непосредственно в световом сигнале.

В разработанной схеме использован поляритонный конденсат Бозе — Эйнштейна, представляющий собой особое состояние материи, в котором свет и частицы образуют коллективную систему. Исследователи продемонстрировали с помощью компьютерного моделирования, что данная система может сохранять поляризацию света — направление колебаний его электромагнитного поля.

Принцип работы системы можно сравнить с переключателем: короткий световой импульс устанавливает определенное состояние, которое сохраняется даже после исчезновения импульса. Система также может реагировать на очень слабые сигналы — эффект был зафиксирован при мощности возбуждения всего одного фотона.

Ключевым результатом стала продолжительность сохранения состояния. Моделирование показало, что заданная поляризация света сохранялась в течение сотен пикосекунд, что примерно в сто раз превышает время жизни отдельного поляритона. При увеличении мощности начального сигнала устойчивость памяти возрастала.

По мнению исследователей, это может стать основой для создания оптических элементов памяти, которые сократят количество преобразований между световыми и электрическими сигналами. Такой подход может снизить задержки при обработке информации и энергопотребление в фотонных вычислительных системах.

Однако в настоящее время речь идет о теоретической модели, которую необходимо подтвердить экспериментально. Ученые также отмечают, что система не «клонирует» отдельный фотон, а сохраняет заданное им состояние поляризации.

Ранее был установлен новый мировой рекорд передачи квантовой информации.