Ученые из ИТМО, МФТИ и университетов Германии и Швейцарии впервые смогли удержать гибридные частицы света — экситон-поляритоны. Для этого исследователи использовали фемтосекундный лазер и тонкую метаповерхность из перовскита, что позволило обойти парадокс Клейна, препятствующий фиксации безмассовых частиц.
Перовскитная пленка, толщина которой в тысячу раз меньше человеческого волоса, содержит микроскопический узор. Лазерный импульс возбуждает частицы в ограниченной области метаповерхности, не позволяя им покинуть пределы светового пятна. С помощью спектрометра физики подтвердили, что поляритоны занимают строго определенные энергетические состояния.
Разработка направлена на создание оптических вычислителей. В отличие от традиционных процессоров, такие системы способны выполнять вычисления напрямую светом, что значительно снижает энергопотребление и тепловыделение. Технология может применяться для векторно-матричного умножения в задачах ИИ, распознавания образов и логистики.
Исследование проведено при поддержке программы «Приоритет 2030». В планах ученых — интеграция перовскитных метаповерхностей в дифракционные нейронные сети. Размещение множества таких ловушек на чипе площадью около квадратного сантиметра позволит увеличить скорость вычислений в сотни раз по сравнению с современной электроникой.
