Фотон без потерь: физики МГУ и Сбера научили свет экономить каждый миллиметр в процессо...
Фотон без потерь: физики МГУ и Сбера научили свет экономить каждый миллиметр в процессорах будущего Задумывались ли вы, почему свет летит сквозь космические бездны миллионы лет без малейшей усталости, но стоит ему проникнуть в рукотворный процессор, как он тут же начинает робко затухать на каждом повороте кремниевого лабиринта? Видимо, фотоны, подобно интеллигентным первокурсникам в коридорах МГУ, просто слишком скромны перед лицом строгой науки. Но теперь этой световой застенчивости положен конец. Квантовый марш-бросок через стеклянные дебри Ученые Центра квантовых технологий Сбера рука об руку с физиками легендарного МГУ имени М.В. Ломоносова совершили маленький научный подвиг: они придумали, как обуздать оптические потери в сложнейших вычислительных приборах — многоканальных интерферометрах. Результаты столь изящного укрощения квантовой материи уже украсили страницы солидного международного журнала Physical Review A. Для непосвященного уха словосочетание «пертурбативное разложение» звучит как суровое заклинание из университетской библиотеки, способное отпугнуть любую мирскую суету. Однако на практике все куда душевнее. Внутри оптического процессора фотоны бегут по волноводам, делятся светоделителями и закручиваются фазовращателями. И главная житейская драма здесь кроется в простой истине: чем длиннее оптический коридор, тем больше драгоценного света теряется по дороге, не доходя до финала. ♂ Когда размер волновода имеет решающее значение Как метко заметил научный руководитель Центра квантовых технологий Сбера и старший научный сотрудник физфака МГУ Станислав Страупе: «В оптических интерферометрах размер имеет значение — чем больше оптический путь в волноводе, тем больше потери». И ведь не поспоришь! Мудрость народная давно гласит: лучше сорок раз по разу, чем один раз заблудиться в полупроводниках на веки вечные. Первый автор исследования, аспирант Сурен Флджян, вместе с коллегами решил задачу истинно по-гроссмейстерски. Вместо того чтобы гонять луч по длинным и витиеватым фазовращателям, требуя грандиозных сдвигов, ученые разложили функцию матрицы передачи в ряд по малым отклонениям. В итоге прибор научили обходиться скромными, аккуратными полушагами вроде π/2 или π/4. Фазовращатели немедленно укоротились, свет перестал рассеиваться почём зря, а энергоэффективность всей системы подпрыгнула на зависть любому кремниевому предку. ✨ Свет в конце тоннеля вычислений Создание программируемых фотонных процессоров — это уже не туманные грезы писателей-фантастов, а наступающий день, в котором наши компьютеры перестанут греть атмосферу киловаттами и научатся мыслить с поистине солнечной скоростью. Как говаривал классик, «Ученье — свет», и в данном случае этот свет наконец-то доставят до адресата в целости и сохранности. Жизнь убедительно доказывает: даже в мире строгих матриц и квантовых неопределенностей побеждают не колоссальные затраты энергии, а тонкий расчет, научное остроумие и умение вовремя срезать лишние углы. ☀ далее на https://movosti.ru/foton-bez-poter-fiziki-mgu-i-sbera-nauchili-svet-ekonomit-kazhdyj-millimetr-v-proczessorah-budushhego/