روسیه پایه و اساس کامپیوتر‌های فوق سریع آینده را ایجاد کرده است.

به گزارش مجله خبری نگار،فیزیکدانان MIPT برای اولین بار آزمایش معروف دو شکاف یانگ را در محدوده مایکروویو پیاده‌سازی کرده و یک پلتفرم تداخل کنترل‌شده ساخته‌اند که می‌تواند پایه و اساس پردازنده‌های نوری آنالوگ نسل بعدی باشد. این خبر توسط سرویس مطبوعاتی دانشگاه به Gazeta گزارش شده است.

آزمایش کلاسیک یانگ ماهیت موجی نور را نشان می‌دهد: هنگام عبور از دو شکاف، امواج یکدیگر را تقویت یا خنثی می‌کنند و نوار‌های روشن و تاریک مشخصی را تشکیل می‌دهند. با این حال، برای طیف مرئی، اندازه شکاف باید در حدود میکرومتر باشد که تجهیزات را بسیار گران و حساس می‌کند.

دانشمندان MIPT راهی برای دور زدن این محدودیت‌ها پیدا کرده‌اند: جایگزینی نور مرئی با مایکروویو. طول موج‌های آنها از میلی‌متر تا سانتی‌متر متغیر است و به کل مجموعه - شکاف‌ها، صفحات و صفحات فاز - اجازه می‌دهد تا در مقیاس ماکروسکوپی ساخته شوند.

دیمیتری تسیپنیوک، دانشیار گروه فیزیک عمومی در MIPT، گفت: «ما توانستیم تداخل دو و سه شکافی را در محدوده مایکروویو به طور دقیق بازتولید کنیم و نشان دادیم که می‌توان آن را به همان روشی که در مکانیک کوانتومی - با تغییر قطبش و ایجاد تأخیر فاز - کنترل کرد. اکنون، مدل‌سازی سیستم‌های کوانتومی بسیار آسان‌تر شده است.»

برای تأیید صحت مشاهدات خود، این تیم یک مدل دیجیتالی از تنظیمات را در محیط PyMeep FDTD ایجاد کرد - یک شبیه‌سازی تقریباً دقیق از آزمایش. این مدل نه تنها الگوی تداخل را بازتولید کرد، بلکه به آنها اجازه داد تا پیش‌بینی کنند که چگونه تحت هر تنظیمات معین تغییر خواهد کرد.

محققان به یک نتیجه مهم رسیدند: توزیع انرژی مایکروویو پس از شکاف را می‌توان با همان فرمول‌های حالت کیوبیت توصیف کرد.

والری اسلوبودجانین، دانشیار MIPT، توضیح داد: «اگر، برای مثال، ۳۰ ٪ از سیگنال به آشکارساز سمت راست و ۷۰ ٪ به آشکارساز سمت چپ برسد، ما یک آنالوگ کیوبیت با احتمال ۳۰/۷۰ به دست می‌آوریم. ما قصد داریم یک سیستم منطقی کاملاً تکامل‌یافته بر اساس چنین «مبدل‌های شکافی» ایجاد کنیم.»

در آینده، چنین تأسیساتی قادر خواهند بود مسائل پیچیده را در کسری از ثانیه حل کنند و به جای محاسبات دیجیتالی طولانی، فرآیند‌های موج را به صورت فیزیکی بازتولید کنند.

کنستانتین سواستیانوف، دانشجوی سال سوم MIPT و از نویسندگان این مقاله، خاطرنشان کرد: «اگر نیاز به تعیین فرکانس‌های رزونانس یک پل، محاسبه رفتار امواج لرزه‌ای یا بهینه‌سازی شکل یک آنتن داشته باشیم، یک کامپیوتر کلاسیک روز‌ها طول می‌کشد. یک شبیه‌ساز نوری آنالوگ نتایج را فوراً ارائه می‌دهد - این خود مدلی از پدیده است.»

به گفته محققان، این رویکرد جدید، حل مسائل مربوط به ارتعاشات، پراش، انتشار موج و سایر فرآیند‌های فیزیکی را تسریع می‌کند و ساخت رایانه‌های نوری فوق سریع تمام‌عیار را نزدیک‌تر می‌سازد.