Физики создали основу для гибридных фотонно-магнонных компьютеров

Технологии

ТАСС, 18 июня. Ученые разработали структуры, которые заставляют частицы света активно взаимодействовать с магнонами – волнами намагниченности. Эти структуры можно использовать для создания компьютеров нового поколения, пишут ученые в научном журнале Science Advances.

На эту темуМагноны и голограммы помогли распознать числа от ноля до десяти миллионов

"Фотоны очень плохо взаимодействуют с магнонами. Мы создали систему, в которой они взаимодействуют очень сильно. С помощью сверхпроводников удалось существенно уменьшить электромагнитный резонатор. Благодаря этому мы уменьшили фазовую скорость фотонов в сотню раз, и взаимодействие кратно увеличилось", – рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник МФТИ Игорь Головчанский.

Магнонами физики называют квазичастицы, которые представляют собой коллективные колебания спинов электронов или других частиц. Их можно использовать для передачи и обмена информацией внутри квантовых и спиновых компьютеров. Главное препятствие для их создания состоит в том, что магноны крайне слабо взаимодействуют с частицами света из-за огромной разницы в размерах и свойствах. 

Головчанский и его коллеги из НИТУ "МИСиС", МФТИ и Университета Глазго сделали большой шаг в сторону решения этой проблемы. Они разработали материал, который состоит из двух многослойных структур. Одна из них особым образом "тормозит" частицы света, а вторая меняет поведение магнонов таким образом, что те начинают активнее взаимодействовать с фотонами.

Первая часть этой системы состоит из чередующихся пленок из сверхпроводниковых и диэлектрических материалов, а вторая – из слоев ферромагнетика и сверхпроводника. Пока подобная система работает при температурах, близких к абсолютному нулю, однако физики допускают, что похожего эффекта можно будет добиться и в менее экзотических условиях.

Текущая версия этого устройства позволяет за один цикл работы менять местами примерно 70% энергии, заточенной в магнонной или фотонной части прибора. Этот показатель и так рекордно высок, однако ученые предполагают, что его можно будет увеличить, если подобрать для каждого слоя более удачные материалы.

Читать:   Зеркало гравитационной обсерватории LIGO полностью обездвижили

Подобные многослойные материалы можно использовать для разработки гибридных вычислительных систем на базе фотонов и магнонов и применять при создании новых типов электронных приборов, сочетающих в своей работе сверхпроводящие и ферромагнитные компоненты, которые в прошлом считались практически несовместимыми друг с другом.

Источник: tass.ru

Оцените статью
Экономические новости