Pull to refresh

Новый оптический «транзистор» ускоряет вычисления в 1000 раз

ITSumma corporate blog Manufacture and development of electronics *Popular science Physics The future is here

Диаграмма скорости атомов до и после формирования из них конденсата Бозе — Эйнштейна, что кодирует логические состояния 0 и 1 в этих атомах, источник

Международная исследовательская группа под руководством профессора Павлоса Лагудакиса из лаборатории гибридной фотоники Сколтеха создала чрезвычайно энергоэффективный оптический переключатель, который не требует охлаждения и демонстрирует скорость около 1 триллиона операций в секунду, что примерно в 100-1000 раз быстрее современных высококачественных коммерческих транзисторов. И самое главное, переключатель предположительно срабатывает от энергии одного-единственного фотона при комнатной температуре (статья «Однофотонная нелинейность при комнатной температуре» с описанием открытия опубликована 21 сентября 2021 года в журнале Nature).
Читать дальше →
Total votes 39: ↑38 and ↓1 +37
Views 11K
Comments 15

IBM представила гибридную микросхему: кремниевая фотоника в действии

IBM corporate blog High performance *Development of communication systems *


Кремниевая фотоника — одно из наиболее перспективных направлений в электронике, которое обещает значительное снижение энергопотребления и увеличение пропускной способности. Эта технология позволяет создавать электронно-оптические микросхемы на одном кристалле кремния, что позволяет отдельным чипам взаимодействовать посредством оптических, а не электрических сигналов. На создание первой работающей гибридной микросхемы у IBM ушло около 12 лет. Повышение производительности систем с такими чипами позволяет создавать намного более мощные суперкомпьютеры, чем те, что работают сейчас.

Так, использование импульсов света вместо электрических импульсов позволяет обеспечить быструю передачу очень больших массивов информации как в пределах одного чипа, так и между разными частями электронной вычислительной системы. Ранее корпорации удалось создать фотонный приемопередатчик, который обеспечивал функцию мультиплексирования каналов по длине волны света. Теперь компания смогла разместить чипы, выполненные по технологии кремниевой фотоники, прямо на модуле процессора.
Читать дальше →
Total votes 28: ↑26 and ↓2 +24
Views 23K
Comments 9

Как становятся профессионалами в Университете ИТМО: Олимпиада «Я — профессионал», трек «Фотоника»

ITMO corporate blog Studying in IT IT career
Сегодняшний материал завершает наш цикл рассказов о направлениях, которые курирует Университет ИТМО на олимпиаде «Я — профессионал». Мы уже писали о треках «Информационная и кибербезопасность» и «Компьютерные науки». Сегодня речь пойдет о фотонике: расскажем, ради чего стоит участвовать в олимпиаде и поступать в Университет ИТМО, на примере историй наших аспирантов и молодых ученых.

Поговорим о том, как построить блестящую научную карьеру и стать настоящим профессионалом, и почему в Университете ИТМО фотоника — это не только наука, но и искусство. А также о том, почему участие в олимпиаде «Я — профессионал» помогает «убить двух зайцев»: получить возможность учиться в престижном вузе и работать в одной из лучших компаний отрасли (и это не считая денежного приза).

Total votes 10: ↑9 and ↓1 +8
Views 2.9K
Comments 1

Магнитная память будущего. Терагерцевое излучение применили для сверхбыстрой перезаписи спинов

Popular science Nanotechnologies Physics


Сверхбыстрое управление намагниченностью материалов — краеугольный камень современной фотоники. В будущем такие технологии могут найти применение в оптических компьютерах и терагерцевой электронике. В последние годы сделан целый ряд успешных экспериментов в этой области. Среди них изменение спина в антиферромагнетиках под воздействием света за несколько пикосекунд, контроль за колебаниями магнитных моментов антиферромагнетика парой фемтосекундных лазеров, фазовый переход от ферромагнетика к антиферромагнетику под воздействием света в течение фемтосекунд и др. Несмотря на замечательный прогресс в этой области, в экспериментах бóльшая часть световой энергии не задействуется непосредственно во взаимодействии света с намагниченным материалом. Это означает, что на практике потребуются значительные усилия на отвод энергии.
Читать дальше →
Total votes 19: ↑18 and ↓1 +17
Views 11K
Comments 4

Фотонно-фононная память временно преобразует свет в звук для обработки

Popular science Network hardware Physics Chemistry

Базовый принцип и установка фотонно-фононной памяти. а. Процесс хранения: импульс с оптическими данными истощается сильным импульсом на запись в противоположном направлении, на несколько наносекунд сохраняя информацию в виде акустического фонона. b. Процесс извлечения: импульс на чтение истощает акустическую волну, преобразуя данные обратно в оптическую форму. c. Упрощённая схема экспериментальной установки. На вставке показан халькогенидный чип рядом с 50-центовой австралийской монетой. Чип содержит более 100 спиральных волноводов различной длины (8,6; 11,7 и 23,7 см). Полная схема экспериментальной установки опубликована в научной статье.

Исследователям из Нанонаучного центра Сиднейского университета удалось значительно (на пять порядков) замедлить передачу данных в оптическом чипе, переведя информацию из оптических волн в акустические. То есть информация надёжно передаётся внутри микрочипа в виде звука, а затем конвертируется обратно в свет. Микросхема одновременно работает на разных длинах волн.
Читать дальше →
Total votes 12: ↑12 and ↓0 +12
Views 7.7K
Comments 13

Созданы трехслойные наночастицы, способные преобразовывать инфракрасный свет в синее и УФ-излучение

iCover.ru corporate blog Popular science Energy and batteries Nanotechnologies
Приветствуем вас на страницах блога iCover! Сегодня мы расскажем вам о новой простой и доступной в реализации технологии, позволяющей преобразовать энергию фотонов невидимого инфракрасного света в энергию излучения синего и ультрафиолетового спектра. По мнению авторов разработки, их продукт – многослойная наночастица с уникальными рабочими характеристиками, найдет применение в самых разных областях, начиная с возможности создания более эффективных солнечных преобразователей и элементов систем безопасности — и оканчивая биоимиджингом на принципиально новом уровне…


Читать дальше →
Total votes 17: ↑15 and ↓2 +13
Views 9.6K
Comments 6

В Университете Юты создали плащ-невидимку для фотонных чипов

The future is here
image
Dan Hixson/University of Utah College of Engineering

От мантии-невидимки Гарри Поттера до ромуланского скрывающего устройства, которое делало военный корабль невидимым во вселенной Star Trek, магия невидимости оставалась результатом фантазии писателей-фантастов и мечтателей. Американские ученые решили исправить этот досадный факт и создали «мантию-невидимку» для фотонного процессора.
Читать дальше →
Total votes 13: ↑11 and ↓2 +9
Views 8.5K
Comments 6

Фотонный генератор случайных чисел: самое надежное шифрование?

ua-hosting.company corporate blog Information Security *Cryptography *Popular science Physics


Информация это один из самых ценных ресурсов нашего времени. Полезна ли информация? Вопрос риторический. Конечно, да. Но попав не в те руки, она может навредить. Именно потому и используются различные методы, техники и алгоритмы шифрования данных. Ведь, покупая что-то в сети, вы не хотите чтобы ваши платежные данные попали какому-то проходимцу. Однако не все алгоритмы одинаково хороши. Защита данных и хакеры (будем для простоты называть всех похитителей данных именно так) всегда работают на опережение друг друга. С появлением нового способа шифрования появляются и новые методы его обойти. Но что если будет такой алгоритм, который невозможно взломать? В этом помогают квантовые генераторы случайных чисел. Исследователи из университета Бристоля (Великобритания) разработали новое устройство шифрования — чип размером 1 мм2, использующее для генерации чисел фотоны. Еще одной отличительной чертой новинки является ее скорость — более 1 Гбит/с. Какие сложности пришлось преодолеть, какие преимущества именно у этого устройства в сравнении с другими, и насколько защищенными с его помощью станут наши данные? На эти и другие вопросы будем искать ответы в отчете исследователей. Поехали.
Читать дальше →
Total votes 17: ↑12 and ↓5 +7
Views 6.8K
Comments 10

Кремниевая фотоника спотыкается на последнем метре

Manufacture and development of electronics *
Translation

Мы уже проложили оптику до дома, но проложить её до процессора пока проблематично




Если вам кажется, что сегодня мы находимся на пороге технологической революции, представьте, каково было в середине 1980-х. Кремниевые чипы использовали транзисторы с характерным размером, измеряемым микронами. Оптоволоконные системы с огромной скоростью перемещали триллионы битов по всему миру. Казалось, всё возможно – стоит только скомбинировать цифровую кремниевую логику, оптоэлектронику и передачу данных по оптоволокну.

Инженеры представляли себе, как все эти прорывные технологии продолжат развиваться и сойдутся в точке, в которой фотоника сливается с электроникой и постепенно заменяет её. Фотоника позволяла бы перемещать биты не только между странами, но и внутри дата-центров, и даже внутри компьютеров. Оптоволокно перемещало бы данные от чипа к чипу – так они думали. И даже сами чипы были бы фотонными – многие считали, что невероятно быстрые логические чипы когда-нибудь станут работать с использованием фотонов вместо электронов.
Читать дальше →
Total votes 20: ↑18 and ↓2 +16
Views 18K
Comments 12

Направление «Фотоника» на олимпиаде «Я — профессионал», или как поступить в магистратуру без экзаменов

ITMO corporate blog Entertaining tasks Studying in IT IT career Physics
Сейчас идут последние дни регистрации на отборочный этап олимпиады для студентов «Я — профессионал». Сегодня мы расскажем о направлении «Фотоника».

Генеральный партнер олимпиады по направлениям Университета ИТМО — «Компьютерные науки», «Информационная и кибербезопасность», «Большие данные» — Сбербанк.

Total votes 16: ↑16 and ↓0 +16
Views 3.9K
Comments 4

От теории к практике: как учатся и работают магистранты факультета фотоники и оптоинформатики

ITMO corporate blog Entertaining tasks Studying in IT IT career Physics
Магистратура — логичный формат продолжения учебы в университете для тех, кто закончил бакалавриат. Однако студентам не всегда понятно, куда идти после выпуска и, самое главное, как перейти от теории к практике — работать и развиваться по специальности — особенно если это не маркетинг или программирование, а, например, фотоника.

Мы пообщались с руководителями лабораторий Международного института фотоники и оптоинформатики и выпускниками факультета фотоники и оптоинформатики, чтобы узнать, как совмещают работу и учебу, куда можно устроиться по окончании университета (или в процессе обучения), и что интересует их будущих работодателей.

Читать дальше →
Total votes 15: ↑14 and ↓1 +13
Views 7.1K
Comments 2

Работа со светом и оптикой: как начать карьеру еще в вузе — опыт выпускников четырех профильных магистратур

ITMO corporate blog Studying in IT IT career Physics Lazers
В прошлый раз мы говорили о том, как совмещали работу и учебу выпускники факультета фотоники и оптоинформатики. Сегодня — продолжаем рассказ, но на этот раз мы побеседовали с магистрами, представляющими такие направления как «Световодная фотоника», «Светодиодные технологии и оптоэлектроника», а также «Материалы фотоники» и «Лазерные технологии».

Мы обсудили с ними то, как и чем помогает вуз с точки зрения старта карьеры по профессии.

Читать дальше →
Total votes 13: ↑12 and ↓1 +11
Views 4.4K
Comments 0

О направлениях «Фотоника», «Программирование и ИТ» и «Информационная и кибербезопасность» олимпиады «Я — профессионал»

ITMO corporate blog Information Security *Programming *Hackathon Studying in IT
Продолжаем рассказывать об олимпиаде «Я — профессионал», проводимой при поддержке «Яндекса», РСПП, и крупнейших вузов страны, в том числе Университета ИТМО.

Сегодня говорим еще о трех направлениях, которые курирует наш вуз.

Total votes 9: ↑8 and ↓1 +7
Views 4.9K
Comments 0

Как поймать свет с помощью пены: пенно-фотонная сеть

ua-hosting.company corporate blog Network technologies *Popular science Physics Chemistry


В далеком 1887 году шотландский физик Уильям Томсон предложил свою геометрическую модель структуры эфира, который якобы являлся всепроникающей средой, колебания которой проявляются для нас как электромагнитные волны, в том числе и свет. Несмотря на полный провал теории эфира, геометрическая модель продолжила свое существование, и в 1993 году Денис Уэйр и Роберт Фелан предложили более совершенную модель структуры, способной максимально заполнить пространство. С тех пор эта модель интересовала по большей степени математиков или художников, но недавнее исследование показало, что она может стать основой будущих технологий, использующих свет вместо электричества. Что же такое пена Уэйра-Фелана, в чем ее необычность и как можно ее применить для поимки света? На эти и другие вопросы мы найдем ответы в докладе исследовательской группы. Поехали.
Читать дальше →
Total votes 23: ↑22 and ↓1 +21
Views 5.3K
Comments 2

Очки дополненной реальности: где мы сейчас?

AR and VR Nanotechnologies Physics Lazers
Sandbox

[Источник]


Все мы в той или иной степени знакомы c AR технологиями. Новостные ленты пестрят рассказами о компаниях, выпустивших новенькие очки дополненной реальности. Футурологи предвещают колоссальные перемены в привычном для нас мире. Настолько часто вокруг появляются игры, приложения и прочие крутые штуки, связанные с AR, что невольно создается ощущение, будто вот-вот и совсем скоро можно будет купить новенькие очки и погрузится в мир AR.


Но где же очки с дополненной реальностью, которые мы все так ждем?
Какие, вообще, технологии AR сейчас используются?

Читать дальше →
Total votes 37: ↑37 and ↓0 +37
Views 31K
Comments 24

Новый подход к использованию фотонных технологий в машинном обучении

Machine learning *CPU Nanotechnologies
В опубликованной статье «Фотонные процессоры создают условия для более производительного машинного обучения» в журнале «Applied Physics Review» авторы Марио Мискульо и Волькер Соргер из факультета электротехники и вычислительной техники в Университете Джорджа Вашингтона (США), описывают новый подход к выполнению вычислений нейронной сети для машинного обучения с использованием ядер фотонных тензоров вместо графических процессоров (GPU).

Miscuglio

Марио Мискульо — доцент кафедры электротехники и вычислительной техники в университете Джорджа Вашингтона. Марио является руководителем подгруппы команды нейроморфных вычислений OPEN Lab, возглавляемой профессором доктором Волкером Дж. Соргером. Марио получил степень магистра в области электротехники и вычислительной техники в Туринском политехническом институте, работая в качестве исследователя в Гарварде/MIT. Он защитил докторскую диссертацию по оптоэлектронике в Университете Генуи в Итальянском технологическом институте, работая научным сотрудником в Молекулярном литейном заводе в Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли. Его интересы распространяются на науку и инженерию, включая нанооптику и взаимодействие света с веществом, метаповерхности, оптику Фурье и фотонные нейроморфные вычисления.

Авторы предполагают, что в результате этого подхода, производительность обработки оптических потоков данных может стать на 2-3 порядка выше, чем у GPU. Авторы также уверены в том, что фотонные процессоры могут исключительно хорошо работать на периферийных устройствах в сетях 5G.
Читать дальше →
Total votes 4: ↑4 and ↓0 +4
Views 2.3K
Comments 0

Новый закон Мура и причем здесь фотоника?

High performance *Research and forecasts in IT *Manufacture and development of electronics *CPU Nanotechnologies
Ранее мы разобрали использование технологий нанофотоники в глубоком обучении и как благодаря им увеличивается производительность вычислительных систем на программно-аппаратном уровне.

Выносимая к обсуждению тема обновления закона Мура с помощью нахождения более сложных зависимостей эволюции вычислительных систем, сегодня хорошо разбирается именно исследователями в области технологий плазмоники и нанофотоники.

Важно: большинство ссылок, приводимых в статье ведут к материалам на английском языке. Отечественных исследователей фотоники в России не так много, а те, что есть предпочитают публиковаться на английском.

Для дополнительного изучения темы на досуге за чашечкой чая предлагается прослушать доклад Дмитрия Федянина — одного из ведущих отечественных исследователей по применению технологий нанофотоники в вычислительных системах.


Дмитрий Федянин — старший научный сотрудник МФТИ.

А далее мы разберем интересную статью, в которой группой авторов предлагается крайне оригинальная концепция метрики роста производительности, альтернативная классическому закону Мура. Идея созрела благодаря анализу природных физических ограничений в существующих технологиях работы ядер процессоров, а также подтверждаемых сегодня экспериментально перспектив новых систем на базе нанофотоники.
Total votes 13: ↑11 and ↓2 +9
Views 4.5K
Comments 3

Тестирование пределов зрения человека квантовыми состояниями света: прошлые, настоящие и будущие эксперименты

Popular science Physics Brain Quantum technologies
Translation
Статья посвящена обзору достижений и планируемым исследованиям квантовых возможностей зрительной системы человек в продолжении темы затронутой в этой публикации. Исследования носят существенно междисциплинарный характер на стыке квантовой физики и когнитивной науки. Переведена с несущественными сокращениями, и снабжена автором перевода дополнительными материалами и комментариями по теме, имеющими самостоятельное значение.

КДПВ с просторов сети.

1. Введение


Специалисты по квантовой оптике уже давно интересуются зрительной системой человека, которая, вероятно, чувствительна к одиночным фотонам. Ранние эксперименты были ограничены некогерентностью излучения классических источников света, но эпоха настоящих однофотонных источников и настраиваемой статистики фотонов открыла новые области исследований, включая измерение квантовой эффективности палочек — сумеричных фоторецепторов глаз (около 33%) [1], и измерение статистики фотонов от различных источников света, в которых палочки используются в качестве сенсоров [2]. Недавний эксперимент предоставил лучшее доказательство того, что зрительная система может обнаружить один фотон [3], а в другом исследовали временную суммацию в зрительной системе для нескольких фотонов [4]. Эти достижения в исследовании однофотонного зрения предоставляют уникальную возможность изучения квантовых эффектов с помощью зрительной системы, включая суперпозицию и запутывание. В этой статье делается краткий обзор предыдущих исследований однофотонного зрения и текущих возможностей, а также предлагаются два эксперимента, для изучения восприятия состояния суперпозиции, и использования человека-наблюдателя в качестве детектора в тесте Белла.
Читать дальше →
Total votes 8: ↑8 and ↓0 +8
Views 2.8K
Comments 3

Объединение отрицательно заряженных частиц за счет фотонов

ua-hosting.company corporate blog Manufacture and development of electronics *Popular science Nanotechnologies Physics


Противоположности притягиваются. Этот житейский принцип, касающийся отношений между людьми, далеко не всегда соответствует действительности. Но в физике все так, как говорится: противоположные электрические заряды, к примеру, всегда притягиваются, а сходные — отталкиваются. Этот принцип стар, как сам мир, но и его можно подвергнуть некой модификации, если применить другие физические законы и явления. Группа ученых из Саутгемптонского университета (Великобритания) провели исследование, в котором им удалось создать новый тип материала, названный фотонно-связанный экситон. Самый смак заключается в том, что фотоны стали связующим звеном между отрицательно заряженными электронами, которые по логике должны были отталкиваться. Как именно были использованы фотоны, какие особенности изобретенного атома, и в каких областях может использоваться данная разработка? Об этом мы узнаем из доклада ученых. Поехали.
Читать дальше →
Total votes 20: ↑20 and ↓0 +20
Views 4.6K
Comments 7

Технология полностью-оптической записи на HDD — обсудим, что сдерживает её развитие

ITMO corporate blog IT Infrastructure *Data storage *Data storages *Research and forecasts in IT *

Сможет ли новая технология привести к прорыву в создании новых устройств и повысить производительность магнитной записи? И при чем тут использование лазерных импульсов?

Обсудим-обсудим
Total votes 10: ↑9 and ↓1 +8
Views 3.7K
Comments 0
1