Profesa wa Chuo Kikuu cha Aston (England) Mikhail Sumetsky na mhandisi wa utafiti kutoka Chuo Kikuu cha ITMO (Chuo Kikuu cha kitaifa cha Utafiti wa Teknolojia ya Habari, Mitambo na Optics ya St. Microresonators inaweza kuwa msingi wa uundaji wa kompyuta nyingi, hii iliripotiwa Ijumaa iliyopita, Julai 22, na bandari maarufu ya sayansi "Cherdak" ikimaanisha huduma ya waandishi wa habari wa ITMO.
Umuhimu wa kazi katika uwanja wa kuunda kompyuta nyingi ni leo na ukweli kwamba shida kadhaa muhimu haziwezi kutatuliwa kwa kutumia kompyuta za zamani, pamoja na kompyuta kuu, katika kipindi cha wakati mzuri. Tunazungumza juu ya shida za fizikia ya quantum na kemia, cryptography, fizikia ya nyuklia. Wanasayansi wanatabiri kuwa kompyuta nyingi zitakuwa sehemu muhimu ya mazingira ya kusambazwa ya kompyuta ya siku zijazo. Kuunda kompyuta ya kiasi kwa njia ya kitu halisi cha mwili ni moja wapo ya shida za kimsingi za fizikia katika karne ya 21.
Utafiti wa wanasayansi wa Urusi juu ya utengenezaji wa microcavities za macho ulichapishwa katika jarida la Barua za Optics. Teknolojia haiitaji uwepo wa mitambo ya utupu, iko karibu kabisa na michakato ambayo inahusishwa na matibabu ya suluhisho la caustic, wakati ni ya bei rahisi. Lakini jambo la muhimu zaidi ni kwamba hii ni hatua nyingine kuelekea kuboresha ubora wa usafirishaji na usindikaji wa data, uundaji wa kompyuta za quantum na vyombo vya kupimia visivyo na hisia,”inasema taarifa kwa waandishi wa habari kutoka Chuo Kikuu cha ITMO.
Microcavity ya macho ni aina ya mtego mwepesi kwa njia ya unene mdogo sana wa microscopic ya nyuzi ya macho. Kwa kuwa picha haziwezi kusimamishwa, ni muhimu kwa njia fulani kusimamisha mtiririko wao ili kusimba habari. Hii ndio hasa minyororo ya microcavities za macho hutumiwa. Shukrani kwa athari ya "kunung'unika kwa nyumba ya sanaa", ishara hupungua: kuingia kwenye resonator, wimbi la nuru linaonekana kutoka kwa kuta zake na kupinduka. Wakati huo huo, kwa sababu ya umbo la mviringo la resonator, taa inaweza kuonyeshwa ndani yake kwa muda mrefu. Kwa hivyo, picha huhama kutoka kwa resonator moja hadi nyingine kwa kasi ya chini sana.
Njia nyepesi inaweza kubadilishwa kwa kubadilisha saizi na umbo la resonator. Kwa kuzingatia saizi ya microcavities, ambayo ni chini ya kumi ya millimeter, mabadiliko katika vigezo vya kifaa kama hicho lazima iwe sahihi sana, kwani kasoro yoyote juu ya uso wa microcavity inaweza kuleta machafuko kwenye mtiririko wa photon. "Ikiwa taa huzunguka kwa muda mrefu, huanza kuingilia kati (mzozo) na yenyewe," anasisitiza Mikhail Sumetsky. - Katika tukio ambalo kosa lilifanywa katika utengenezaji wa resonators, machafuko huanza. Kutoka kwa hii unaweza kupata mahitaji kuu ya warekebishaji: kiwango cha chini cha ukubwa."
Microresonators, ambazo zilitengenezwa na wanasayansi kutoka Urusi na Uingereza, zimeundwa kwa usahihi wa hali ya juu kuwa tofauti katika vipimo vyao haizidi angstoms 0.17. Ili kufikiria kiwango hicho, tunaona kuwa thamani hii iko chini ya kipenyo cha chembe ya haidrojeni mara 3 na mara mara 100 chini ya kosa ambalo linaruhusiwa katika utengenezaji wa resonators kama hizi leo. Mikhail Sumetsky aliunda njia ya SNAP haswa kwa utengenezaji wa resonators. Kulingana na teknolojia hii, laser huongeza nyuzi, na kuondoa mafadhaiko yaliyohifadhiwa ndani yake. Baada ya kufichuliwa na boriti ya laser, nyuzi "huvimba" kidogo na microcavity hupatikana. Watafiti kutoka Urusi na Uingereza wataendelea kuboresha teknolojia ya SNAP, na pia kupanua anuwai ya matumizi yake.
Kufanya kazi kwa microcavities katika nchi yetu hakujasimama kwa miongo kadhaa iliyopita. Katika kijiji cha Skolkovo karibu na Moscow, kwenye Mtaa wa Novaya, nyumba namba 100 ilijengwa. Hii ni nyumba iliyo na ukuta wa vioo, ambayo kwa bluu yao inaweza kushindana na anga. Hili ndilo jengo la Shule ya Usimamizi ya Skolkovo. Mmoja wa wapangaji wa nyumba hii isiyo ya kawaida ni Kituo cha Quantum cha Urusi (RQC).
Microcavities leo ni mada ya mada katika macho ya macho. Vikundi kadhaa ulimwenguni vinaendelea kusoma. Wakati huo huo, mwanzoni, microcavities za macho zilibuniwa katika nchi yetu katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. Nakala ya kwanza juu ya waonyeshaji kama hao ilichapishwa mnamo 1989. Waandishi wa nakala hiyo ni wanafizikia watatu: Vladimir Braginsky, Vladimir Ilchenko na Mikhail Gorodetsky. Wakati huo huo, Gorodetsky alikuwa mwanafunzi wakati huo, na kiongozi wake Ilchenko baadaye alihamia Merika, ambapo alianza kufanya kazi katika maabara ya NASA. Kwa upande mwingine, Mikhail Gorodetsky alibaki katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow, akijaribu miaka mingi kusoma eneo hili. Alijiunga na timu ya RCC hivi karibuni - mnamo 2014, katika RCC uwezo wake kama mwanasayansi unaweza kufunuliwa kikamilifu. Kwa hili, kituo kina vifaa vyote muhimu kwa majaribio, ambayo haipatikani katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow, na pia timu ya wataalam. Hoja nyingine ambayo Gorodetsky ilileta RCC ilikuwa uwezo wa kulipa mshahara mzuri kwa wafanyikazi.
Hivi sasa, timu ya Gorodetsky inajumuisha watu kadhaa ambao hapo awali walikuwa wakifanya shughuli za kisayansi chini ya uongozi wake katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. Wakati huo huo, sio siri kwa mtu yeyote kuwa si rahisi kuendelea kuahidi wanasayansi wachanga nchini Urusi leo - milango ya maabara yoyote ulimwenguni iko wazi kwao siku hizi. Na RCC ni moja ya fursa za kufanya kazi nzuri ya kisayansi, na pia kupokea mshahara wa kutosha, bila kuacha Shirikisho la Urusi. Hivi sasa, katika maabara ya Mikhail Gorodetsky, utafiti unaendelea ambao, pamoja na maendeleo mazuri ya hafla, zinaweza kubadilisha ulimwengu.
Microcavities ya macho ni msingi wa teknolojia mpya ambayo inaweza kuongeza wiani wa usambazaji wa data juu ya njia za macho. Na hii ni moja tu ya matumizi ya microcavities. Katika miaka michache iliyopita, moja ya maabara ya RCC imejifunza jinsi ya kutengeneza viini-umeme, ambavyo tayari vinanunuliwa nje ya nchi. Na wanasayansi wa Urusi ambao hapo awali walifanya kazi katika vyuo vikuu vya kigeni hata walirudi Urusi kufanya kazi katika maabara hii.
Kulingana na nadharia hiyo, microcavities za macho zinaweza kutumika katika mawasiliano ya simu, ambapo zingesaidia kuongeza wiani wa usafirishaji wa data juu ya kebo ya macho. Hivi sasa, pakiti za data tayari zimepitishwa kwa rangi tofauti, lakini ikiwa mpokeaji na mpitishaji ni nyeti zaidi, itawezekana kuweka laini moja ya data kwenye chaneli za masafa zaidi.
Lakini hii sio eneo pekee la maombi yao. Pia, kwa kutumia microcavities za macho, mtu hawezi tu kupima mwangaza wa sayari za mbali, lakini pia aamue muundo wao. Wanaweza pia kuifanya iwezekane kuunda vitambuzi vidogo vya bakteria, virusi au vitu fulani - sensorer za kemikali na biosensors. Mikhail Gorodetsky alielezea picha kama hiyo ya ulimwengu wa baadaye ambayo microresonators tayari zimetumika: hali ya karibu viungo vyote katika mwili wa mwanadamu. Hiyo ni, kasi na usahihi wa utambuzi katika dawa inaweza kuongezeka mara nyingi zaidi."
Walakini, hadi sasa hizi ni nadharia tu ambazo bado zinahitaji kupimwa. Bado kuna njia ndefu ya kwenda kwa vifaa vilivyotengenezwa tayari kulingana navyo. Walakini, kulingana na Mikhail Gorodetsky, maabara yake, kulingana na mpango ulioidhinishwa, inapaswa kujua jinsi ya kutumia viini-densi katika mazoezi kwa miaka michache. Hivi sasa, maeneo ya kuahidi zaidi ni mawasiliano ya simu, na pia jeshi. Microresonators inaweza kuwa ya kupendeza kwa jeshi la Urusi pia. Kwa mfano, zinaweza kutumika katika ukuzaji na utengenezaji wa rada, na pia jenereta za ishara thabiti.
Hadi sasa, uzalishaji wa wingi wa microcavities hauhitajiki. Lakini kampuni kadhaa ulimwenguni tayari zimeanza kutoa vifaa kwa kuzitumia, ambayo ni kwamba, kweli ziliweza kufanya maendeleo yao. Walakini, bado tunazungumza tu juu ya mashine za kipande iliyoundwa kusuluhisha anuwai ya kazi. Kwa mfano, kampuni ya Amerika ya OEWaves (ambayo mmoja wa wavumbuzi wa waundaji-ndogo, Vladimir Ilchenko, anafanya kazi sasa), anahusika katika utengenezaji wa jenereta za microwave nzuri, pamoja na lasers bora. Laser ya kampuni hiyo, ambayo hutoa mwangaza katika safu nyembamba sana (hadi 300 Hz) na kelele ya kiwango cha chini sana na masafa, tayari imeshinda tuzo ya kifahari ya PRIZM. Tuzo kama hiyo ni Oscar katika uwanja wa macho inayotumika, tuzo hii hutolewa kila mwaka.
Katika uwanja wa matibabu, kikundi cha kampuni ya Korea Kusini ya Samsung, pamoja na Kituo cha Quantum cha Urusi, inahusika katika maendeleo yake katika eneo hili. Kulingana na Kommersant, kazi hizi mnamo 2015 zilikuwa katika hatua ya mwanzo, kwa hivyo ni mapema sana na mapema kusema kitu juu ya uvumbuzi ambao ungetumia maombi.
