Физики впервые показали конденсацию «жидкого света» в полупроводнике толщиной всего в один атом. Результаты исследования опубликованы в престижном научном журнале Nature Materials.
Международная группа физиков, в которую вошел руководитель Лаборатории оптики спина СПбГУ профессор Алексей Кавокин, впервые экспериментально показала, как в тончайшей одноатомной пленке кристалла-полупроводника формируются десятки тысяч квантов «жидкого света». «Жидкий свет» - частицы, которые обладают свойствами как света, так и обычных материальных частиц, и их можно использовать в качестве носителей информации. То есть вместо электронов по микросхемам любых электронных устройств может бегать электрически нейтральная светожидкость. Это открытие поможет создать новые типы лазеров, способные производить кубиты — главные составные элементы квантовых компьютеров будущего.
Идея создать компьютер, который использует явления квантовой механики (квантовая суперпозиция, квантовая запутанность) для передачи и обработки данных – появилась давно, подобные разработки ведутся, например, в Google и IBM. Однако для их функционирования необходимо использование теплоизолированных от окружающей среды устройств для получения низкой температуры: квантовые процессоры должны быть охлаждены криостатными установками до минус 270 градусов по Цельсию для сохранения эффекта сверхпроводимости. И в этом заключается одно из преимуществ разработки Алексея Кавокина и его коллег: возможность проводить квантовые вычисления при комнатной температуре.
В новом исследовании ученым удалось впервые экспериментально наблюдать, как в самом тонком в мире полупроводнике — тончайшем слое кристалла диселенида молибдена (MoSe2) толщиной всего в один атом — формируется конденсат Бозе-Эйнштейна, то есть десятки тысяч квантов «жидкого света», точное имя которых — экситонные поляритоны. Поляритонные приборы позволят обрабатывать огромные потоки информации со скоростью, близкой к скорости света.
При этом Алексей Кавокин не устает повторять, что квантовые компьютеры - атомная бомба XXI века, ведь они открывают огромные возможности не только в области, например, создания новых лекарств, но и в области кибератак. Поэтому перед учеными встает еще одна задача - защита квантовых устройств — квантовая криптография, в которой открытия Алексея Кавокина и его коллег также играют очень важную роль.
Сегодня Алексей Кавокин возглавляет лабораторию оптики спина имени И. Н. Уральцева в СПбГУ, группу квантовой поляритоники в Российском квантовом центре, Международный центр поляритоники в Университете Вестлейка в Китае, а также является профессором Университета Саутгемптона (Великобритания), где заведует кафедрой нанофизики и фотоники.
Читать подробнее: Nanonewsnet.ru
