Ученые Питерской Вышки займутся разработкой отечественных микролазеров
Исследователи из Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники выиграли грант Российского научного фонда (РНФ) на создание энергоэффективных микролазеров. Ученые станут одними из первых отечественных разработчиков подобных технологий. Без них невозможны работа искусственного интеллекта и осуществление сложных вычислений в медицине, экологии и точных науках.
Трудно представить жизнь без интернета, но еще труднее — представить, как он работает. Как данные с высокой скоростью передаются на огромные расстояния? Это возможно благодаря маленьким устройствам — фотонным интегральным схемам (ФИС). Эти чипы используют свет (фотоны) вместо электричества для передачи и обработки информации. Они работают быстрее, чем традиционные электронные схемы, и потребляют меньше энергии.
Над созданием ФИС и их компонентов ученые и инженеры трудятся уже давно, однако главная задача — разработать для них миниатюрный и стабильный источник света — так и не решена. Команда ведущих ученых в области оптоэлектроники под руководством кандидата физико-математических наук, профессора департамента физики НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург Натальи Крыжановской подготовила проект по созданию отечественных микролазеров для квантовых вычислений.
Проект исследователей Питерской Вышки победил в конкурсе Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда. На его реализацию выделен грант размером 28 миллионов рублей (по семь миллионов в год до 2028-го). Это не первый успех инициативы ученых — в декабре 2024 ее поддержали на акселераторе «Квантовые вычисления» от «Росатома».
Наталья Крыжановская
заведующая Международной лабораторией квантовой оптоэлектроники НИУ ВШЭ — Санкт-Петербург
Этот проект по-настоящему важен для развития технологий интегральных фотонных схем. Передача информации быстрее и с меньшими энергопотерями — это ключ к развитию современных технологий, включающих интернет, связь, искусственный интеллект и квантовые вычисления. Наша разработка уникальна тем, что мы создаем микролазеры на основе квантовых точек — это повышает их стабильность, эффективность и делает возможным интеграцию с другими компонентами интегральных фотонных схем. Кроме того, к работе над нашими проектами мы подключаем и студентов, так как это отличная возможность для них прикоснуться к передовым технологиям, получить реальный опыт работы в науке и внести свой вклад в будущее фотоники. Передавая накопленные знания будущему поколению, мы обеспечиваем непрерывное развитие науки и технологий.
Проект реализуют на базе университета. К работе подключатся сотрудники Международной лаборатории квантовой оптоэлектроники, а также студенты Школы информатики, физики и технологий. Исследования будут выполняться в сотрудничестве с российскими научными институтами и университетами: НТЦ микроэлектроники, Институтом сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники РАН и Южным федеральным университетом.
За четыре года исследователи рассчитают, как сделать более точным направление света лазера, уменьшить его энергопотребление и повысить стабильность действия при разных температурах. Результаты экспертизы будут использоваться в реальном производстве фотонных схем, процессоров для сверхмощных квантовых компьютеров или высокоточных сенсоров. Эти технологии необходимы для развития искусственного интеллекта и обработки больших данных, а также, например, для мониторинга загрязнения воздуха или обнаружения вирусов в биологических жидкостях.
Редакция Питерской Вышки поздравляет коллег и желает успехов в развитии отечественной фотоники!
Международная лаборатория квантовой оптоэлектроники — подразделение Школы информатики, физики и технологий. С 2020 года ее сотрудники специализируются на исследованиях в области полупроводниковых наноструктур, сверхмалых излучателей света и оптоэлектронных приборов.
Если вам интересна физика и вы задумываетесь о поступлении в магистратуру — присоединяйтесь к вебинару, который пройдет 25 марта.