22 октября 20:05 — В Сколтехе создают поляритонный суперкомпьютер
В Сколтехе создают поляритонный суперкомпьютер
Светлое
будущее
Источник изображения: https://scientificrussia.ru

В лаборатории гибридной фотоники Сколковского института науки и технологий проверяют теорию поляритонного вычислителя — суперкомпьютера на основе поляритонов.

О деятельности лаборатории телеканалу «Шаг России» рассказал научный сотрудник лаборатории гибридной фотоники Антон Заседателев. 

«Есть такой закон Мура, который предсказывает, что в дальнейшем невозможно будет увеличить число транзисторов на единицу площади кристалла. А насыщение плотности транзисторов ограничивает производительность и возможность миниатюризировать электронику, в связи с тем, что будут появляться квантовые эффекты. В связи с этим, очень интересно разрабатывать другие подходы, которые позволят увеличить скорость обработки данных и дополнительно уменьшить габариты устройств», сказал Антон. 

Каким образом можно увеличить скорость и объемы обработки информации?

Антон: Огромные объемы информации мы получаем по оптоволоконным линиям связи — это свет, это оптический сигнал. Также, мы воспринимаем информацию через органы зрения, используя мониторы и другие устройства. Но между устройством воспроизведения и устройством передачи есть еще устройство, которое преобразовывает электрический сигнал и далее его обрабатывает — это электроника. И было бы очень естественно использовать оптические способы, оптические методы обработки информации, чтобы избежать потери энергии, связанной с преобразованием, обработкой оптических сигналов. И многие исследователи видят в этом будущее — в том, чтобы строить электронику на принципах фотоники, на принципах обработки света. И мы разрабатываем современную элементную базу для работы со светом. Если такие миниатюрные устройства, работающие на принципах обработки света будут доступны, то это сильно увеличит объемы обработки информации, компьютеры станут работать быстрее, эффективнее и запрос будет выполняться моментально, потому что скорость обработки информации — это скорость света. Если это будет реализовано — нас ждет очередная революция. 

Что представляет собой поляритон? 

Антон: Создание поляритона проще всего представить следующим образом: представьте себе, что у вас есть 2 зеркала, а между зеркалами — очень тонкий полупроводник — очень тонкое вещество, в котором можно возбуждать экситоны (упрощенно — электроны). Когда свет попадает в резонатор, он начинает бегать от зеркала к зеркалу, отражаясь от одного к другому. Если ваше резонатор будет очень маленький и хорошо отражающий, то у вас будут возбуждаться экситоны, будет возбуждаться вещество, и возбуждение в веществе будет преобразовываться обратно в свет. И эти часто повторяющиеся явления приведут к тому, что произойдет гибридизация свойств света и свойств вещества. В этот момент возникнет новое состояние, новая квази-частица — поляритон. Это особое состояние света в веществе. Поляритоны очень быстро взаимодействуют и это взаимодействие привозит к тому, что мы получаем решение за очень короткий промежуток времени: за триллионные доли секунд мы можем получить решение сложной алгоритмической задачи. 

Вы сейчас проводите испытания при минусовых температурах? 

Антон: Симулятор работает при температура порядка 4-10 кельвинов. Поэтому, мы используем криостаты в нашей работе. И есть потребность в том, чтобы реализовать вычислитель, работающий при комнатной температуре. Для этого мы развиваем другие платформы, используем другие материалы, в частности, органические материалы, для которых уже не нужны минусовые температуры. Если мы научимся решать реальные задачи из жизни на нашем поляритонном вычислителе, то скорость их решения будет огромной, буквально одна трилионная доля секунды позволит получить решение большой, сложной, серьезной задачи, которую обычный компьютер не способен решить. 

#Гибридная фотоника #Поляритон #Сколково #Сколтех
Еще из этой рубрики: