Это может стать важным шагом в создании оптических компьютеров, которые работают на световых импульсах вместо электричества. Такие компьютеры будут быстрее, эффективнее и потреблять меньше энергии. Результаты их исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Physical Review B.

Сейчас объемы информации растут так быстро, что обычные компьютеры уже не справляются. Электронные системы нагреваются, требуют много энергии, и их возможности близки к пределу. Ученые ищут новые подходы, и один из них — оптические компьютеры. В них информация передается и обрабатывается с помощью света, а не электричества. Такие системы почти не греются и тратят меньше энергии, но для их создания нужны новые технологии.

Физики из СПбГУ предложили хранить свет с помощью эффекта, который называется «трехимпульсное фотонное эхо». Это работает так: два лазерных импульса записывают информацию, а третий ее считывает. Главная задача — сохранить фазу световой волны, то есть ее „ритм“. Для этого ученые используют особые частицы в кристаллах — экситоны. Это пары из электрона и „дырки“ (места, где электрона не хватает). Они могут существовать в двух состояниях: обычном и „темном“. В обычном состоянии экситоны быстро исчезают, превращаясь в свет, а в „темном“ — сохраняются дольше, потому что не взаимодействуют со светом.

Роман Назаров, аспирант СПбГУ и один из авторов исследования, объясняет:

Свет — это волна, и важно сохранить не только ее яркость, но и момент, когда она достигает пика. Мы используем магнитное поле, чтобы перевести экситоны в «темное» состояние и сохранить фазу света. Потом мы можем извлечь эту информацию для считывания.

Это открытие может привести к созданию новых устройств для хранения данных, которые будут работать быстрее и потреблять меньше энергии. Такие технологии могут стать основой для оптических компьютеров будущего.

Ранее ученые создали первый оптический чип памяти.