Ang Propesor ng Aston University (Inglatera) na si Mikhail Sumetsky at inhenyero sa pagsasaliksik mula sa ITMO University (St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics) Nikita Toropov ay lumikha ng isang praktikal at murang teknolohiya para sa paggawa ng mga microcavity na may talang mataas na kawastuhan. Ang mga microresonator ay maaaring maging batayan para sa paglikha ng mga computer na kabuuan, iniulat ito noong nakaraang Biyernes, Hulyo 22, ng sikat na science portal na "Cherdak" na may pagsangguni sa serbisyo sa press ng ITMO.
Ang kaugnayan ng trabaho sa larangan ng paglikha ng mga computer na kabuuan ay dahil sa ngayon na ang isang bilang ng mga napakahalagang problema ay hindi malulutas gamit ang mga klasikal na computer, kabilang ang mga supercomputer, sa isang makatuwirang tagal ng panahon. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga problema ng physum na dami at kimika, cryptography, nukleyar na pisika. Hinulaan ng mga siyentista na ang mga computer na kabuuan ay magiging isang mahalagang bahagi ng ipinamahagi na kapaligiran sa computing ng hinaharap. Ang pagbuo ng isang computer na kabuuan sa anyo ng isang tunay na pisikal na bagay ay isa sa mga pangunahing problema ng pisika noong ika-21 siglo.
Ang isang pag-aaral ng mga siyentipikong Ruso sa paggawa ng mga optical microcavities ay na-publish sa journal ng Optics Letters. "Ang teknolohiya ay hindi nangangailangan ng pagkakaroon ng mga pag-install ng vacuum, ay halos ganap na malaya mula sa mga proseso na nauugnay sa paggamot ng mga solusyon sa caustic, habang medyo mura. Ngunit ang pinakamahalagang bagay ay ito ay isa pang hakbang patungo sa pagpapabuti ng kalidad ng paghahatid at pagproseso ng data, ang paglikha ng mga computer na kabuuan at mga ultrasensitive na instrumento sa pagsukat, "sabi ng pahayag sa ITMO University.
Ang isang optical microcavity ay isang uri ng light trap sa anyo ng isang napakaliit, mikroskopikong pampalapot ng isang optical fiber. Dahil ang mga photon ay hindi maaaring tumigil, kinakailangan upang ihinto ang kanilang daloy upang ma-encode ang impormasyon. Ito mismo ang ginagamit para sa mga tanikala ng optical microcavities. Salamat sa "pagbulong gallery" na epekto, ang signal ay bumagal: pagpunta sa resonator, ang light alon ay makikita mula sa mga pader at twists nito. Sa parehong oras, dahil sa bilugan na hugis ng resonator, ang ilaw ay maaaring masasalamin sa loob nito ng mahabang panahon. Kaya, ang mga photon ay lumilipat mula sa isang resonator patungo sa isa pa sa mas mababang bilis.
Ang landas ng ilaw ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pagbabago ng laki at hugis ng resonator. Ang pagsasaalang-alang sa laki ng mga microcavities, na mas mababa sa isang ikasampu ng isang millimeter, ang mga pagbabago sa mga parameter ng naturang aparato ay dapat na lubhang tumpak, dahil ang anumang depekto sa ibabaw ng microcavity ay maaaring magpakilala ng kaguluhan sa photon flux. "Kung ang ilaw ay umiikot nang mahabang panahon, nagsisimula itong makagambala (salungatan) sa sarili," binibigyang diin ang Mikhail Sumetsky. - Sa kaganapan na ang isang error ay nagawa sa paggawa ng mga resonator, nagsisimula ang pagkalito. Mula dito maaari mong makuha ang pangunahing kinakailangan para sa mga resonator: ang pinakamaliit na paglihis sa laki."
Ang mga microresonator, na gawa ng mga siyentista mula sa Russia at Great Britain, ay ginawang may mataas na katumpakan na ang pagkakaiba sa kanilang mga sukat ay hindi lalampas sa 0.17 angstroms. Upang isipin ang sukat, tandaan namin na ang halagang ito ay humigit-kumulang na 3 beses na mas mababa kaysa sa diameter ng isang hydrogen atom at agad na 100 beses na mas mababa kaysa sa error na pinapayagan sa paggawa ng naturang mga resonator ngayon. Ginawa ni Mikhail Sumetsky ang paraan ng SNAP lalo na para sa paggawa ng mga resonator. Ayon sa teknolohiyang ito, ang laser ay nagpapahangin sa hibla, na tinanggal ang mga stress na nakapaloob dito. Pagkatapos ng pagkakalantad sa isang laser beam, bahagyang "namamaga" ang hibla at nakuha ang isang microcavity. Ang mga mananaliksik mula sa Russia at England ay magpapatuloy na pagbuti ng teknolohiya ng SNAP, pati na rin ang pagpapalawak ng saklaw ng mga posibleng aplikasyon nito.
Ang pagtatrabaho sa mga microcavity sa ating bansa ay hindi titigil sa nakaraang ilang dekada. Sa nayon ng Skolkovo malapit sa Moscow, sa Novaya Street, isang bahay bilang 100 ang itinayo. Ito ay isang bahay na may mga nakalalamang pader, na sa kanilang asul ay maaaring makipagkumpitensya sa kalangitan. Ito ang gusali ng Skolkovo School of Management. Ang isa sa mga nangungupahan ng hindi pangkaraniwang bahay na ito ay ang Russian Quantum Center (RQC).
Ang mga microcavity ngayon ay isang medyo paksa na paksa sa mga optika ng kabuuan. Maraming grupo sa buong mundo ang patuloy na pinag-aaralan ang mga ito. Kasabay nito, sa una, ang mga microcavity na optikal ay naimbento sa ating bansa sa Moscow State University. Ang unang artikulo tungkol sa naturang mga resonator ay nai-publish noong 1989. Ang mga may-akda ng artikulo ay tatlong physicist: Vladimir Braginsky, Vladimir Ilchenko at Mikhail Gorodetsky. Sa parehong oras, si Gorodetsky ay isang mag-aaral sa oras na iyon, at ang kanyang pinuno na si Ilchenko kalaunan ay lumipat sa Estados Unidos, kung saan nagsimula siyang magtrabaho sa laboratoryo ng NASA. Sa kaibahan, si Mikhail Gorodetsky ay nanatili sa Moscow State University, na naglaan ng maraming taon sa pag-aaral ng lugar na ito. Sumali siya sa koponan ng RCC kamakailan - noong 2014, sa RCC ang kanyang potensyal bilang isang siyentista ay maipahayag nang mas buong. Para sa mga ito, ang sentro ay mayroong lahat ng kagamitan na kinakailangan para sa mga eksperimento, na kung saan ay simpleng hindi magagamit sa Moscow State University, pati na rin isang pangkat ng mga dalubhasa. Ang isa pang argumento na dinala ni Gorodetsky pabor sa RCC ay ang kakayahang magbayad ng disenteng sahod sa mga empleyado.
Sa kasalukuyan, ang koponan ni Gorodetsky ay nagsasama ng maraming mga lalaki na dating nakikibahagi sa mga gawaing pang-agham sa ilalim ng kanyang pamumuno sa Moscow State University. Sa parehong oras, hindi lihim sa sinuman na hindi madaling manatiling nangangako ng mga batang siyentipiko sa Russia ngayon - ang mga pintuan ng anumang mga laboratoryo sa buong mundo ay bukas sa kanila sa mga panahong ito. At ang RCC ay isa sa mga pagkakataon upang makagawa ng isang makinang na karera sa agham, pati na rin makatanggap ng sapat na suweldo, nang hindi umaalis sa Russian Federation. Sa kasalukuyan, sa laboratoryo ng Mikhail Gorodetsky, isinasagawa ang pagsasaliksik na, na may isang kanais-nais na pag-unlad ng mga kaganapan, ay maaaring baguhin ang mundo.
Ang mga optikal na microcavity ay ang batayan ng isang bagong teknolohiya na maaaring dagdagan ang density ng paghahatid ng data sa mga fiber optic channel. At ito ay isa lamang sa mga posibleng aplikasyon ng microcavities. Sa nakaraang ilang taon, natutunan ng isa sa mga laboratoryo ng RCC kung paano gumawa ng mga microresonator, na binibili na sa ibang bansa. At ang mga siyentipikong Ruso na dating nagtrabaho sa mga banyagang pamantasan ay bumalik pa sa Russia upang magtrabaho sa laboratoryo na ito.
Ayon sa teorya, ang mga optical microcavity ay maaaring magamit sa telecommunications, kung saan makakatulong silang madagdagan ang density ng paghahatid ng data sa ibabaw ng fiber optic cable. Sa kasalukuyan, ang mga packet ng data ay naipadala na sa iba't ibang saklaw ng kulay, ngunit kung ang tagatanggap at transmiter ay mas sensitibo, posible na mag-sangay ng isang linya ng data sa mas maraming mga dalas ng dalas.
Ngunit hindi lamang ito ang lugar ng kanilang aplikasyon. Gayundin, gamit ang mga optical microcavity, hindi lamang masusukat ng isa ang ilaw ng mga malalayong planeta, ngunit matutukoy din ang kanilang komposisyon. Maaari din nilang gawing posible na lumikha ng mga maliit na detektor ng bakterya, mga virus o ilang mga sangkap - mga sensor ng kemikal at biosensor. Inilahad ni Mikhail Gorodetsky ang naturang isang futuristic na larawan ng mundo kung saan ginagamit na ang mga microresonator: "Sa tulong ng isang compact na aparato batay sa mga optical microcavity, posible na matukoy ang komposisyon ng hangin na ibinuga ng isang tao, na nagdadala ng impormasyon tungkol sa estado ng halos lahat ng mga organo sa katawan ng tao. Iyon ay, ang bilis at kawastuhan ng mga diagnostic sa gamot ay maaaring madagdagan nang maraming beses."
Gayunpaman, sa ngayon ang mga ito ay mga teorya lamang na kailangan pang subukan. Malayo pa ang lalakarin upang pumunta sa mga handa nang aparato batay sa mga ito. Gayunpaman, ayon kay Mikhail Gorodetsky, ang kanyang laboratoryo, ayon sa naaprubahang plano, ay dapat malaman kung eksakto kung paano gamitin ang mga microresonator sa pagsasanay sa loob ng ilang taon. Sa kasalukuyan, ang pinakapangako sa mga lugar ay ang telecommunications, pati na rin ang militar. Ang mga microresonator ay maaaring maging interesado din sa militar ng Russia. Halimbawa, maaari silang magamit sa pagbuo at paggawa ng mga radar, pati na rin ang matatag na mga generator ng signal.
Sa ngayon, ang mass production ng microcavities ay hindi kinakailangan. Ngunit ang bilang ng mga kumpanya sa mundo ay nagsimula nang gumawa ng mga aparato gamit ang mga ito, iyon ay, talagang nakakalakal nila ang kanilang mga pagpapaunlad. Gayunpaman, pinag-uusapan lamang namin ang tungkol sa mga piraso ng machine na dinisenyo upang malutas ang isang makitid na hanay ng mga gawain. Halimbawa, ang kumpanya ng Amerika na OEWaves (kung saan ang isa sa mga imbentor ng microresonator, na si Vladimir Ilchenko, na kasalukuyang gumagana), ay nakikibahagi sa paggawa ng mga superstable microwave generator, pati na rin ang mahusay na mga laser. Ang laser ng kumpanya, na gumagawa ng ilaw sa isang napaka-makitid na saklaw (hanggang sa 300 Hz) na may napakababang bahagi at ingay ng dalas, ay nanalo na ng prestihiyosong gantimpala ng PRIZM. Ang nasabing parangal ay isang Oscar sa larangan ng mga inilapat na optika, ang award na ito ay ibinibigay taun-taon.
Sa larangan ng medisina, ang pangkat ng mga kumpanya ng South Korea na Samsung, kasama ang Russian Quantum Center, ay nakikibahagi sa sarili nitong mga pagpapaunlad sa lugar na ito. Ayon kay Kommersant, ang mga gawaing ito noong 2015 ay nasa pinakaunang yugto pa rin, kaya't masyadong maaga at maaga na sabihin ang tungkol sa mga imbensyon na maaaring mailapat ang mga application.
