Profesori i Universitetit Aston (Angli) Mikhail Sumetsky dhe inxhinier hulumtues nga Universiteti ITMO (Universiteti Kombëtar i Kërkimit i Shën Petersburg i Teknologjive të Informacionit, Mekanikës dhe Optikës) Nikita Toropov kanë krijuar një teknologji praktike dhe të lirë për prodhimin e mikrokaviteteve optike me saktësi rekord të lartë. Mikrorezonatorët mund të bëhen baza për krijimin e kompjuterëve kuantikë, kjo u raportua të Premten e kaluar, 22 Korrik, nga portali i njohur shkencor "Cherdak" duke iu referuar shërbimit për shtyp të ITMO.
Rëndësia e punës në fushën e krijimit të kompjuterëve kuantikë i detyrohet sot faktit se një numër problemesh shumë të rëndësishme nuk mund të zgjidhen duke përdorur kompjuterë klasikë, përfshirë superkompjuterët, në një periudhë të arsyeshme kohore. Ne po flasim për problemet e fizikës dhe kimisë kuantike, kriptografisë, fizikës bërthamore. Shkencëtarët parashikojnë që kompjuterët kuantikë do të bëhen një pjesë e rëndësishme e mjedisit kompjuterik të shpërndarë të së ardhmes. Ndërtimi i një kompjuteri kuantik në formën e një objekti të vërtetë fizik është një nga problemet themelore të fizikës në shekullin 21.
Një studim i shkencëtarëve rusë mbi prodhimin e mikrokaviteteve optike u botua në revistën Optics Letters. Teknologjia nuk kërkon praninë e instalimeve vakum, është pothuajse plotësisht e lirë nga proceset që lidhen me trajtimin e zgjidhjeve kaustike, ndërsa janë relativisht të lira. Por gjëja më e rëndësishme është se ky është një hap tjetër drejt përmirësimit të cilësisë së transmetimit dhe përpunimit të të dhënave, krijimit të kompjuterave kuantikë dhe instrumenteve matës tejzanor,”thuhet në një njoftim për shtyp nga Universiteti ITMO.
Një mikrokavitet optik është një lloj kurthi drite në formën e një trashje shumë të vogël, mikroskopike të një fije optike. Meqenëse fotonet nuk mund të ndalen, është e nevojshme që disi të ndalohet rrjedha e tyre në mënyrë që të kodohet informacioni. Pikërisht për këtë përdoren zinxhirët e mikrokaviteteve optike. Falë efektit të "galerisë pëshpëritëse", sinjali ngadalësohet: duke hyrë në rezonator, vala e dritës reflektohet nga muret e saj dhe kthen. Në të njëjtën kohë, për shkak të formës së rrumbullakosur të rezonatorit, drita mund të reflektohet brenda saj për një kohë të gjatë. Kështu, fotonet lëvizin nga një rezonator në tjetrin me një shpejtësi shumë më të ulët.
Rruga e dritës mund të rregullohet duke ndryshuar madhësinë dhe formën e rezonatorit. Duke marrë parasysh madhësinë e mikrokaviteteve, e cila është më pak se një e dhjeta e një milimetri, ndryshimet në parametrat e një pajisjeje të tillë duhet të jenë jashtëzakonisht të sakta, pasi çdo defekt në sipërfaqen e mikrokavitetit mund të fusë kaos në fluksin e fotoneve. "Nëse drita rrotullohet për një kohë të gjatë, ajo fillon të ndërhyjë (konfliktohet) me veten", thekson Mikhail Sumetsky. - Në rast se është bërë një gabim në prodhimin e rezonatorëve, fillon konfuzioni. Nga kjo ju mund të merrni kërkesën kryesore për rezonatorët: devijimin minimal në madhësi."
Mikrorezonatorët, të prodhuar nga shkencëtarë nga Rusia dhe Britania e Madhe, janë bërë me një saktësi kaq të lartë sa që ndryshimi në dimensionet e tyre nuk kalon 0.17 angstrom. Për të imagjinuar shkallën, vërejmë se kjo vlerë është afërsisht 3 herë më e vogël se diametri i një atomi hidrogjeni dhe menjëherë 100 herë më pak se gabimi që lejohet në prodhimin e rezonatorëve të tillë sot. Mikhail Sumetsky krijoi metodën SNAP veçanërisht për prodhimin e rezonatorëve. Sipas kësaj teknologjie, lazeri e përtërin fibrën, duke hequr streset e ngrira në të. Pas ekspozimit ndaj një rreze lazer, fibra "fryhet" pak dhe fitohet një mikrokavitet. Studiuesit nga Rusia dhe Anglia do të vazhdojnë të përmirësojnë teknologjinë SNAP, si dhe të zgjerojnë gamën e aplikimeve të saj të mundshme.
Puna në mikrokavitet në vendin tonë nuk ka të ndalur gjatë dekadave të fundit. Në fshatin Skolkovo pranë Moskës, në Rrugën Novaya, u ndërtua një shtëpi me numër 100. Kjo është një shtëpi me mure të pasqyruar, të cilat në ngjyrën e tyre blu mund të konkurrojnë me qiellin. Kjo është ndërtesa e Shkollës së Menaxhimit në Skolkovo. Një nga qiramarrësit e kësaj shtëpie të pazakontë është Qendra Kuantike Ruse (RQC).
Mikrokavitetet sot janë një temë mjaft aktuale në optikën kuantike. Disa grupe në të gjithë botën po i studiojnë ato vazhdimisht. Në të njëjtën kohë, fillimisht, mikrokavitetet optike u shpikën në vendin tonë në Universitetin Shtetëror të Moskës. Artikulli i parë në lidhje me rezonatorë të tillë u botua në 1989. Autorët e artikullit janë tre fizikanë: Vladimir Braginsky, Vladimir Ilchenko dhe Mikhail Gorodetsky. Në të njëjtën kohë, Gorodetsky ishte student në atë kohë, dhe udhëheqësi i tij Ilchenko më vonë u transferua në Shtetet e Bashkuara, ku filloi të punojë në laboratorin e NASA -s. Në të kundërt, Mikhail Gorodetsky mbeti në Universitetin Shtetëror të Moskës, duke i kushtuar shumë vite studimit të kësaj zone. Ai iu bashkua ekipit të RCC relativisht kohët e fundit - në 2014, në RCC potenciali i tij si shkencëtar mund të zbulohet më plotësisht. Për këtë, qendra ka të gjitha pajisjet e nevojshme për eksperimente, e cila thjesht nuk është e disponueshme në Universitetin Shtetëror të Moskës, si dhe një ekip specialistësh. Një argument tjetër që Gorodetsky solli në favor të RCC ishte aftësia për të paguar paga të mira për punonjësit.
Aktualisht, ekipi i Gorodetsky përfshin disa djem që ishin angazhuar më parë në aktivitete shkencore nën udhëheqjen e tij në Universitetin Shtetëror të Moskës. Në të njëjtën kohë, nuk është sekret për askënd se nuk është e lehtë të mbash shkencëtarë të rinj premtues sot në Rusi - dyert e çdo laboratori në të gjithë botën janë të hapura për ta këto ditë. Dhe RCC është një nga mundësitë për të bërë një karrierë të shkëlqyer shkencore, si dhe për të marrë një pagë të përshtatshme, pa u larguar nga Federata Ruse. Aktualisht, në laboratorin e Mikhail Gorodetsky, po kryhen kërkime që, me një zhvillim të favorshëm të ngjarjeve, mund të ndryshojnë botën.
Mikrokavitetet optike janë baza e një teknologjie të re që mund të rrisë densitetin e transmetimit të të dhënave mbi kanalet me fibër optike. Dhe kjo është vetëm një nga aplikimet e mundshme të mikrokaviteteve. Gjatë viteve të fundit, një nga laboratorët e RCC ka mësuar se si të prodhojnë mikrorezonatorë, të cilët tashmë janë duke u blerë jashtë vendit. Dhe shkencëtarët rusë që më parë kanë punuar në universitetet e huaja madje kthehen në Rusi për të punuar në këtë laborator.
Sipas teorisë, mikrokavitetet optike mund të përdoren në telekomunikacion, ku do të ndihmonin në rritjen e densitetit të transmetimit të të dhënave mbi kabllon me fibër optike. Aktualisht, paketat e të dhënave janë transmetuar tashmë në një gamë të ndryshme ngjyrash, por nëse marrësi dhe transmetuesi janë më të ndjeshëm, do të jetë e mundur të degëzoni një linjë të të dhënave në edhe më shumë kanale frekuencash.
Por kjo nuk është fusha e vetme e aplikimit të tyre. Gjithashtu, duke përdorur mikrokavitet optike, jo vetëm që mund të matni dritën e planetëve të largët, por edhe të përcaktoni përbërjen e tyre. Ato gjithashtu mund të bëjnë të mundur krijimin e detektorëve miniaturë të baktereve, viruseve ose substancave të caktuara - sensorë kimikë dhe biosensorë. Mikhail Gorodetsky përshkroi një pamje të tillë futuriste të botës në të cilën mikrorezonatorët janë përdorur tashmë: "Me ndihmën e një pajisje kompakte të bazuar në mikrokavitet optike, do të jetë e mundur të përcaktohet përbërja e ajrit të nxjerrë nga një person, i cili mbart informacion në lidhje me gjendja e pothuajse të gjitha organeve në trupin e njeriut. Kjo do të thotë, shpejtësia dhe saktësia e diagnostikimit në mjekësi thjesht mund të rritet shumëfish ".
Sidoqoftë, deri më tani këto janë vetëm teori që ende duhet të testohen. Ende ka një rrugë të gjatë për të shkuar në pajisjet e gatshme bazuar në to. Sidoqoftë, sipas Mikhail Gorodetsky, laboratori i tij, sipas planit të miratuar, duhet të kuptojë saktësisht se si të përdorë mikrorezonatorët në praktikë brenda disa vitesh. Aktualisht, fushat më premtuese janë telekomunikacioni, si dhe ushtria. Mikrorezonatorët me të vërtetë mund të jenë me interes edhe për ushtrinë ruse. Për shembull, ato mund të përdoren në zhvillimin dhe prodhimin e radarëve, si dhe gjeneratorë të qëndrueshëm të sinjalit.
Deri më tani, prodhimi masiv i mikrokaviteteve nuk kërkohet. Por një numër kompanish në botë tashmë kanë filluar të prodhojnë pajisje duke i përdorur ato, domethënë, ata ishin vërtet në gjendje të komercializonin zhvillimet e tyre. Sidoqoftë, ne ende po flasim vetëm për makina copë të krijuara për të zgjidhur një gamë të ngushtë detyrash. Për shembull, kompania amerikane OEWaves (në të cilën një nga shpikësit e mikrorezonatorëve, Vladimir Ilchenko, aktualisht punon), është e angazhuar në prodhimin e gjeneratorëve të mikrovalës superstable, si dhe lazer të shkëlqyeshëm. Lazeri i kompanisë, i cili prodhon dritë në një gamë shumë të ngushtë (deri në 300 Hz) me zhurmë shumë të ulët të fazës dhe frekuencës, tashmë ka fituar çmimin prestigjioz PRIZM. Një çmim i tillë është praktikisht një Oscar në fushën e optikës së aplikuar, ky çmim jepet çdo vit.
Në fushën mjekësore, grupi i kompanive të Koresë së Jugut Samsung, së bashku me Qendrën Kuantike Ruse, janë të angazhuar në zhvillimet e veta në këtë fushë. Sipas Kommersant, këto vepra në vitin 2015 ishin në fazën fillestare, kështu që është shumë herët dhe e parakohshme për të thënë diçka rreth shpikjeve që do të kishin aplikuar aplikime.
