Новая разработка
Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет (СПбАУ) им. Ж.И. Алферова Российской академии наук (РАН) опубликовал новое открытие, его ученые разработали наноразмерный источник фотонов. Его установка вблизи волновода оптоэлектрического чипа значительным образом повышает скорость передачи данных. Об этом в конце июля 2024 г. сообщило издание ТАСС.
Нанофотоника - раздел фотоники, изучающий физические процессы, возникающие при взаимодействии фотонов с нанометровыми объектами. Также в нанофотонике изучается разработка архитектур и технологий производства наноструктурированных устройств генерации, усиления, модуляции, передачи и детектирования электромагнитного излучения и приборов на основе таких устройств. В данном разделе исследуются физические явления, определяющие функционирование наноструктурированных устройств и протекающие при взаимодействии фотонов с наноразмерными объектами.
Для того чтобы создать пары фотонов, исследователи улавливают свет в тщательно вылепленных наноразмерных микрополостях. Когда свет циркулирует в полости, его фотоны резонируют и расщепляются на запутанные пары. Но есть одна загвоздка, до настоящего времени такие системы крайне неэффективны, потому что они требовали потока входящего лазерного света, состоящего из сотен миллионов фотонов, прежде чем одна запутанная пара фотонов неохотно вытечет на другой конец.
«Проект посвящен созданию и исследованию сверхкомпактных источников оптического излучения на основе туннельного контакта с массивом наноантенн в тонких слоях золота. Обнаружено, что внедрение таких наноструктур увеличивает внешнюю квантовую эффективность более чем в десять раз, что открывает новые перспективы для применения в оптоэлектронике и квантовых технологиях», - рассказал сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии СПбАУ им. Ж.И. Алферова РАН Никита Соломонов.
СПбАУ им. Ж.И. Алферова РАН состоит в консорциуме Центра компетенций Национальной технологической инициативы (НТИ) «Фотоника». Как пояснили разработчики, до этого момента подобные источники не находили массового применения из-за чрезвычайно низкой эффективности: из десятков миллионов туннелирующих электронов генерировался всего один фотон. Таким образом, до сегодняшнего дня не удавалось достичь необходимой мощности сигнала.
Российские ученые использовали метод наноантенн, которые печатаются фемтосекундными лазерными импульсами на золотой пленке. По данной методологии удалось увеличить квантовую эффективность наноразмерных источников фотонов. В СПбАУ отметили, что данный способ не только повышает эффективность отечественных оптоэлектрических систем, но также обеспечивает их компактность и высокую энергоэффективность.
Со слов разработчиков, предлагаемые источники обладают перестраиваемой длиной волны без использования модуляторов. Достаточно реализовать массив наноантенн и подключить туннельные контакты размером 1-2 нанометра, что значительно тоньше человеческого волоса, чтобы на этом этапе можно было перестраивать длину излучения для быстрой передачи информации. Такой подход обеспечивает возможность размещения большего количества источников на ограниченной площади, что дает преимущество в производительности и функциональности по сравнению с традиционными источниками оптического излучения.
О центре компетенций
В конце 2020 г. по результатам конкурсного отбора, проводимого АО «Российская венчурная компания», на базе Пермского университета (ПГНИУ) создан Центр компетенций НТИ по направлению «фотоника», а также консорциум передовых вузов, научных институтов и предприятий, заинтересованных в развитии. Пермский центр компетенций «Фотоника» - единственный в стране с таким профилем инноваций.
В консорциум Центр компетенций НТИ «Фотоника» входят 78 организаций от Калининграда до Владивостока. Ученые со всей страны работают надо пятью большими проектами. Команда из ученых «Сколтех» и Пермского государственного национального исследовательского университета (ПГНИУ) совместно разрабатывают интегральный источник оптического излучения, перестраиваемый в широком оптическом диапазоне, для применения в устройствах на основе фотонных интегральных схем.
В настоящее время НТИ «Фотоника» разрабатывает ряд новых технологий, решений и продуктов, готовит новые объекты интеллектуальной собственности, а также осуществляет подготовку специалистов в области сквозных технологий фотоники. Ключевой задачей центра является перенесение результатов фундаментальных исследований на практические рельсы, выстроить кооперацию с индустриальными партнерами, подготовить высококвалифицированные кадры и создать линейку образовательных продуктов.
В рамках деятельности НТИ развивает такой формат взаимодействия, который позволяет одинаково эффективно проводить работы и реализовывать проекты, накапливать компетенции и получать результаты интеллектуальной деятельности (РИД) в области сквозной технологии «фотоника». Центр открывает возможность в перспективе 2025 г. занять устойчивое положение на рынке фотонных технологий за счет решения широкого спектра задач и преодоления технологических барьеров.
Подготовка лидеров разработки новых технологий через реализацию образовательных программ. Центры компетенций НТИ создают и реализуют образовательные программы инженерного профиля. Для студентов этих программ предусматривается обязательное в исследовательской деятельности Центр компетенций НТИ в форме непосредственной работы над проектами в командах с представителями индустриальных партнеров.
Взрывной рост возможностей в ИТ
Президент РАН Геннадий Красников предсказал взрывной рост компьютерных технологий и возможностей нейронных сетей в ближайшие 15-20 лет. Такое мнение Красников высказал в интервью ТАСС в мае этого года.
По словам Красникова, у нейронных сетей действительно будет очень много таких функций, которые были свойственны человеку. Нашему молодому подрастающему поколению будет очень сложно, ориентируясь в интернете и социальных сетях, отличать, где настоящие новости, настоящие события, а где просто фейковые - они сгенерированы либо теми же самыми нейросетями, либо недобросовестными пользователями.
Красников добавил, что если говорить о прогнозе достаточно серьезном, на 15-20 лет, то, конечно, люди увидят здесь очень сильное влияние, в первую очередь, компьютерных технологий, которые позволяют делать более совершенные нейронные сети и машинное обучение, рассказал академик, отметив, что ему не нравится популярный ныне термин искусственный интеллект (ИИ).
Поделиться
