31 اکتبر 2023 – توسط موسسه علم و فناوری Skolkovo-شماتیک یک ریزحفره آلی دو رنگ با پروفیل های تحریک دو رنگ که یک میعان قطبی را در مرکز یک حلقه شکل ایجاد می کند. اعتبار: آنتون پوتینتسف و همکاران/Physical Review Letters
در یک جهش کوانتومی به سمت آینده فناوری‌های محاسباتی نامتعارف، تیمی از فیزیکدانان پیشرفتی در دستکاری فضایی و کنترل انرژی سیالات کوانتومی نور در دمای اتاق، با نام متراکم‌های پولاریتون، ایجاد کردند که نقطه عطفی برای توسعه سرعت بالا است. بر اساس مقاله ای که اخیراً در Physical Review Letters منتشر شده است، دستگاه های منطقی پلاریتون تمام نوری که مدت هاست کلید محاسبات غیر متعارف نسل بعدی را در اختیار داشته اند.
پلاریتون ها، ذرات ترکیبی که از جفت شدن نور و ماده تشکیل می شوند، معمولاً به عنوان یک سیال کوانتومی نور توصیف می شوند که می توان از طریق جزء ماده آن کنترل کرد. اکنون، محققان با معرفی یک رویکرد جدید برای کنترل فضایی فعال میعانات نور مایع در دمای اتاق، گامی عظیم به جلو برداشته‌اند.
چیزی که این پیشرفت را متمایز می کند، توانایی دستکاری میعانات پولاریتون بدون تکیه بر پروفایل های تحریک رایج پلاریتون ها است. دانشمندان این کار را با معرفی یک لایه اضافی از کوپلیمر در داخل حفره انجام دادند – یک لایه جفت شده ضعیف که نسبت به حالت حفره رزونانس ندارد. این حرکت به ظاهر ساده و در عین حال فوق‌العاده مبتکرانه درها را به روی تعداد زیادی از امکانات باز کرده است.
با اشباع بخشی از جذب نوری در این لایه نیمه هادی غیر جفت نشده با استفاده از یک برانگیختگی پرتو دو رنگ، محققان مدولاسیون فوق سریع ضریب شکست موثر را همزمان با تشکیل یک میعانات پولاریتون فعال کردند. از طریق شگفت‌انگیز جذب حالت هیجان‌زده، آن‌ها رازهای اتلاف پلاریتون ناشی از موضعی را کشف کرده‌اند.
تأثیر متقابل پیچیده این مکانیسم‌ها، مانند قطعاتی از یک پازل با طراحی زیبا، باعث کنترل بی‌نظیری بر مشخصات فضایی، چگالی و انرژی یک میعانات پولاریتون شده است – همه در دمای اتاق.
“این پیشرفت، عصر جدیدی از پلتفرمهای پلاریتون آلی را آغاز می‌کند که برای ایجاد پایه‌ای قوی برای زمینه محاسبات نور مایع در شرایط محیطی طراحی شده‌اند. با رام کردن خواص شگفت‌انگیز برهمکنش‌های قوی نور-ماده، می‌توانیم از پتانسیل کامل پلاریتون‌ها استفاده کنیم. آنتون پوتینتسف، دانشمند محقق در آزمایشگاه فوتونیک ترکیبی اسکلتک و ذهن محرک این کار می‌گوید: از محدودیت‌های معماری حفره‌ای سنتی رها شوید.
با این پیشرفت، دانشمندان اکنون قدرت طراحی دستگاه های منطقی پلاریتون تمام نوری را دارند که از مزایای مدولاسیون ضریب شکست ریزحفره فوق سریع به عنوان یکی دیگر از پارامترهای تنظیم مستقل و بلادرنگ بهره می برند. همچنین ادغام چنین جاذب‌هایی با جفت ضعیف را در ریزحفره‌های طراحی جانبی که اخیراً برای آوردن پلتفرمهای پلاریتون به صفحه یک حوزه مدار تراشه فوتونی پیشنهاد شده است، امکان‌پذیر می‌سازد.
