Физики заставили свет двигаться только в одну сторону внутри чипа

Датские физики разработали своеобразную "одностороннюю дорогу" для частиц света, по которой они могут двигаться только в одну сторону, что позволит в ближайшем будущем создать световые диоды, транзисторы и прочие элементы вычислительных приборов и сетей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Photonics.

"Фотоны, частицы света, очень хорошо подходят для переноса информации. Квантовые логические цепочки, основанные на фотонах, будут вмещать в себя гораздо больше данных, чем современные компьютеры, и эту информацию, что самое главное, нельзя будет перехватить на пути от одного узла к другому", — заявил Петер Лодаль (Peter Lodahl) из университета Копенгагена (Дания).

Как объясняет Лодаль, за последние годы его коллегам по университету и многим другим физикам удалось создать несколько версий однофотонных излучателей – источников света, испускающих порции излучения всего в один фотон.

Подобные устройства необходимы для создания полностью световых компьютеров, как в классическом, так и в квантовом исполнении, однако их использование затрудняется тем, что свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скорости. Это делает крайне затруднительным создание транзисторов, диодов и прочих базовых компонентов логических схем, где требуется избирательная световая "проводимость".

Лодаль и его коллеги нашли потенциальное решение этой проблеме, создав необычный источник света на базе так называемых квантовых точек и световод, комбинация которых позволяет очень гибко управлять тем, в какую сторону и с какой скоростью будут двигаться фотоны, а также как они будут поляризованы.

Главный компонент этой системы – световод из соединения мышьяка и галлия, представляет собой мембрану толщиной в несколько сот нанометров, покрытую множеством микроскопических отверстий, заставляющих свет двигаться через нее только в одном направлении или сильно замедляться при движении в "неправильную" сторону.

По словам физиков, им уже удалось добиться того, чтобы около 90% вырабатываемых фотонов двигалось в заданном направлении, чего в принципе уже достаточно для создания квантовых сетей. Как обещают ученые, в ближайшее время они попытаются улучшить конструкцию световода и вплотную приблизиться к отметке в 100%.