Российские физики научили жидкий свет запоминать данные

Учёные из Российского квантового центра, МФТИ и СПбГУ показали, что поляритонный конденсат способен сохранять поляризацию светового сигнала на протяжении сотен пикосекунд — в сотни раз дольше жизни отдельной квазичастицы. В перспективе эффект можно использовать для создания оптической памяти, которой не придётся постоянно переводить фотоны в электрические сигналы и обратно.

Поляритоны возникают при сильном взаимодействии света с электронными возбуждениями в полупроводнике.

В большом количестве они образуют коллективное состояние, которое за необычные свойства называют жидким светом. Отдельный поляритон исчезает почти мгновенно, однако оставленная входным импульсом поляризация продолжает жить во всём конденсате.

Система не клонирует фотон и не сохраняет его целиком, зато запоминает состояние поляризации даже очень слабого сигнала.

Несколько сотен пикосекунд звучат не особенно впечатляюще рядом с флешкой, которая хранит отпускные фотографии годами. Но внутри оптического процессора это солидный запас времени: свет успевает пройти между вычислительными узлами, не превращаясь по дороге в электричество.

Такой подход способен упростить архитектуру фотонных и квантовых вычислителей, ускорить обмен данными и снизить энергопотребление. Особенно важно, что поляритонные системы можно создавать в материалах, работающих при комнатной температуре, а не только в лабораторном морозильнике.

Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters. Российский квантовый центр рассматривает поляритонный конденсат как возможную основу для классической и однофотонной памяти.