Астон университетінің профессоры (Англия) Михаил Сумецкий мен ITMO университетінің инженер -зерттеушісі (Санкт -Петербург ақпараттық технологиялар, механика және оптика ұлттық зерттеу университеті) Никита Торопов рекордтық дәлдікпен оптикалық микрокавиттерді шығарудың практикалық және арзан технологиясын жасады. Микроресонаторлар кванттық компьютерлерді құруға негіз бола алады, бұл туралы өткен жұмада, 22 шілдеде «Чердак» ғылыми -танымал порталы ITMO баспасөз қызметіне сілтеме жасай отырып хабарлады.
Кванттық компьютерлерді құру саласындағы жұмыстың өзектілігі қазіргі кезде классикалық компьютерлерді, оның ішінде суперкомпьютерлерді қолдана отырып, өте маңызды мәселелерді шешудің мүмкін емес уақытқа байланысты екендігіне байланысты. Біз кванттық физика мен химия, криптография, ядролық физика мәселелері туралы айтып отырмыз. Ғалымдар кванттық компьютерлер болашақта таратылатын есептеу ортасының маңызды бөлігіне айналады деп болжайды. Нақты физикалық нысан түрінде кванттық компьютерді құру - 21 ғасырдағы физиканың негізгі мәселелерінің бірі.
Optics Letters журналында ресейлік ғалымдардың оптикалық микрокавитация өндірісі бойынша зерттеулері жарияланды. «Технология вакуумдық қондырғылардың болуын қажет етпейді, салыстырмалы түрде арзан болғанымен, каустикалық ерітінділерді өңдеуге байланысты процестерден мүлдем бос. Бірақ ең бастысы - бұл деректерді беру мен өңдеудің сапасын жақсартуға, кванттық компьютерлер мен ультра сезімтал өлшеу құралдарын жасауға бағытталған тағы бір қадам », - делінген ITMO университетінің пресс -релизінде.
Оптикалық микрокавита - бұл оптикалық талшықтың микроскопиялық өте кіші қалыңдауы түріндегі жарық тұтқышы. Фотондарды тоқтату мүмкін болмағандықтан, ақпаратты кодтау үшін қандай да бір жолмен олардың ағынын тоқтату қажет. Дәл осы үшін оптикалық микрокавита тізбектері қолданылады. «Пысылдаған галерея» әсерінің арқасында сигнал баяулайды: резонаторға еніп, жарық толқыны оның қабырғасынан және бұрылысынан шағылысады. Бұл кезде резонатордың дөңгеленген пішініне байланысты жарық ұзақ уақыт ішінде оның ішінде көрінуі мүмкін. Осылайша, фотондар бір резонатордан екіншісіне әлдеқайда төмен жылдамдықпен өтеді.
Жарық жолын резонатордың өлшемі мен пішінін өзгерту арқылы реттеуге болады. Миллиметрдің оннан бір бөлігіне жетпейтін микрокавита мөлшерін ескере отырып, мұндай құрылғының параметрлерінің өзгеруі өте дәл болуы керек, өйткені микроқұбылыстың бетіндегі кез келген ақау фотон ағынына хаос енгізуі мүмкін. Михаил Сумецкий: «Егер жарық ұзақ уақыт айналса, ол өзіне кедергі жасай бастайды (қақтығысады). - Резонаторлар өндірісінде қате кеткен жағдайда, шатасу басталады. Осыдан сіз резонаторларға қойылатын негізгі талапты ала аласыз: өлшемдегі минималды ауытқу ».
Ресей мен Ұлыбритания ғалымдары шығарған микрорезонаторлар өте жоғары дәлдікте жасалған, олардың өлшемдерінің айырмашылығы 0,17 ангстромнан аспайды. Масштабты елестету үшін біз бұл мән сутегі атомының диаметрінен шамамен 3 есе аз және қазіргі кездегі резонаторларды шығаруда жіберілетін қатеден 100 есе аз екенін байқаймыз. Михаил Сумецкий SNAP әдісін арнайы резонаторлар шығару үшін жасады. Бұл технология бойынша лазер талшықты күйдіреді, оның ішінде қатып қалған кернеулерді жояды. Лазер сәулесінің әсерінен кейін талшық аздап «ісінеді» және микрокавитация алынады. Ресей мен Англияның зерттеушілері SNAP технологиясын жетілдіруді жалғастырады, сонымен қатар оның мүмкін болатын қолдану аясын кеңейтеді.
Біздің елімізде микрокавита бойынша жұмыс соңғы бірнеше онжылдықта тоқтаған жоқ. Мәскеу маңындағы Сколково ауылында Новая көшесінде 100 -ші үй салынды. Бұл айна қабырғалары бар үй, ол өзінің көк түсімен аспанмен бәсекелесе алады. Бұл Сколково менеджмент мектебінің ғимараты. Бұл ерекше үйді жалға алушылардың бірі - орыс кванттық орталығы (RQC).
Микроқұбылыстар бүгінгі күні кванттық оптика бойынша өте өзекті тақырып болып табылады. Дүние жүзіндегі бірнеше топтар оларды үздіксіз зерттеп жатыр. Сонымен қатар, бастапқыда біздің елде Мәскеу мемлекеттік университетінде оптикалық микрокавита ойлап табылды. Мұндай резонаторлар туралы алғашқы мақала 1989 жылы жарияланды. Мақаланың авторлары - үш физик: Владимир Брагинский, Владимир Илченко және Михаил Городецкий. Сонымен қатар, сол кезде Городецкий студент болды, оның жетекшісі Ильченко кейінірек АҚШ -қа көшіп, NASA зертханасында жұмыс істей бастады. Керісінше, Михаил Городецкий Мәскеу мемлекеттік университетінде қалып, осы саланы зерттеуге көп жылдарын арнады. Ол RCC командасына салыстырмалы түрде жақында қосылды - 2014 жылы RCC -те оның ғалым ретіндегі әлеуетін толығырақ ашуға болады. Бұл үшін орталықта Мәскеу мемлекеттік университетінде жоқ эксперименттерге қажетті барлық жабдықтар, сондай -ақ мамандар тобы бар. Городецкий ӨҮК пайдасына келтірген тағы бір дәлел - бұл қызметкерлерге лайықты жалақы төлеу мүмкіндігі.
Қазіргі уақытта Городецкий командасында бұрын Мәскеу мемлекеттік университетінде оның жетекшілігімен ғылыми қызметпен айналысқан бірнеше жігіттер бар. Сонымен қатар, Ресейде болашағы зор жас ғалымдарды ұстап тұру оңай емес екендігі ешкімге жасырын емес - бұл күндері олар үшін әлемнің кез келген зертханасының есігі ашық. Ал ӨҮК - бұл керемет ғылыми мансапқа жетудің, сондай -ақ Ресей Федерациясынан шықпай -ақ лайықты жалақы алудың бір мүмкіндігі. Қазіргі уақытта Михаил Городецкийдің зертханасында оқиғалардың қолайлы дамуымен әлемді өзгертуге болатын зерттеулер жүргізілуде.
Оптикалық микрокавита - бұл талшықты -оптикалық арналар бойынша деректерді берудің тығыздығын арттыра алатын жаңа технологияның негізі. Және бұл микрокавитацияның мүмкін болатын қосымшаларының бірі ғана. Соңғы бірнеше жыл ішінде RCC зертханаларының бірі шетелде сатып алынатын микрорезонаторларды шығаруды үйренді. Ал бұрын шетелдік университеттерде жұмыс жасаған ресейлік ғалымдар тіпті осы зертханада жұмыс істеу үшін Ресейге қайтады.
Теорияға сәйкес, оптикалық микрокавиталар телекоммуникацияда қолданылуы мүмкін, олар талшықты -оптикалық кабель арқылы деректерді беру тығыздығын арттыруға көмектеседі. Қазіргі уақытта деректер пакеттері басқа түстер диапазонында жіберіледі, бірақ егер қабылдағыш пен таратқыш сезімтал болса, онда бір деректер желісін одан да жиіліктік арналарға бөлуге болады.
Бірақ бұл оларды қолданудың жалғыз саласы емес. Сонымен қатар, оптикалық микрокавитация көмегімен алыс планеталардың жарығын өлшеп қана қоймай, олардың құрамын да анықтауға болады. Олар сонымен қатар бактериялардың, вирустардың немесе кейбір заттардың - химиялық сенсорлар мен биосенсорлардың миниатюралық детекторларын жасауға мүмкіндік береді. Михаил Городецкий микрорезонаторлар қолданылған әлемнің осындай футуристік бейнесін айтты: «Оптикалық микроқұбылыстарға негізделген ықшам құрылғының көмегімен адам шығаратын ауаның құрамын анықтауға болады. адам ағзасындағы барлық дерлік мүшелердің жағдайы. Яғни, медицинадағы диагностиканың жылдамдығы мен дәлдігі бірнеше есе артуы мүмкін ».
Алайда, әзірге бұл тек тексеруді қажет ететін теориялар. Олардың негізінде дайын құрылғыларға бару үшін әлі де ұзақ жол бар. Алайда, Михаил Городецкийдің айтуынша, оның зертханасы бекітілген жоспарға сәйкес микрорезонаторларды бір -екі жылдан кейін практикада қалай қолдану керектігін анықтауы керек. Қазіргі уақытта перспективалы бағыттар - телекоммуникация, сонымен қатар әскери. Микроресонаторлар ресейлік әскерилерді қызықтыруы мүмкін. Мысалы, оларды радарларды, сондай -ақ тұрақты сигнал генераторларын жасау мен өндіруде қолдануға болады.
Әзірге микрокавитацияларды жаппай өндіру қажет емес. Бірақ әлемдегі бірқатар компаниялар қазірдің өзінде олардың көмегімен құрылғыларды шығара бастады, яғни олар өз әзірлемелерін коммерцияландыра алды. Дегенмен, біз әлі де шектеулі міндеттерді шешуге арналған бөлшек машиналар туралы айтып отырмыз. Мысалы, американдық OEWaves компаниясы (қазіргі уақытта микрорезонаторларды ойлап тапқандардың бірі Владимир Ильченко жұмыс істейді) микротолқынды пештердің генераторларын, сондай -ақ тамаша лазерлерді шығарумен айналысады. Фазаның және жиіліктің шуылының өте төмен диапазонында (300 Гц -ке дейін) жарық шығаратын компанияның лазері қазірдің өзінде PRIZM беделді сыйлығына ие болды. Мұндай марапат іс жүзінде қолданбалы оптика саласындағы Оскар болып табылады, бұл марапат жыл сайын беріледі.
Медициналық салада Samsung компаниясының оңтүстік кореялық тобы ресейлік кванттық орталығымен бірлесе отырып, осы саладағы өз дамуымен айналысады. Коммерсанттың айтуынша, бұл жұмыстар 2015 жылы бастапқы сатыда болған, сондықтан қолданбалы қосымшалар болатын өнертабыстар туралы айтуға әлі ерте және ерте.
