Интервью

Компьютер реагирует на свет

В России разработаны уникальные фотонные транзисторы

Компьютер реагирует на свет
Фото: личный архив Павлоса Лагудакиса
Над какими перспективными технологиями для транзисторных чипов работают в России, как они могут изменить мир компьютерных технологий, а также как дискриминируют российских ученых, «Эксперту» рассказал один из основоположников развития физики поляритонов, руководитель Лаборатории гибридной фотоники в Сколтехе, профессор Павлос Лагудакис.

— Чем фотонный транзистор на поляритонах отличается от традиционных полупроводников?

— Напомню, первый транзистор был изобретен в Bell Labs в 1947 году. Первый коммерческий микропроцессор, Intel 4004, содержал 2300 транзисторов и появился в 1971 году. С тех пор электронные транзисторы стали самым многочисленным артефактом из созданных человеком! Сейчас скорость коммерческих процессоров достигла плато в ~3 ГГц, и с тех пор наши персональные компьютеры становятся все мощнее за счет увеличения количества процессоров, они становятся двухъядерными, четырехъядерными и т.д. Мы не можем сделать наши процессоры быстрее, поскольку электронные транзисторы работают с электронами, то есть с электрическим током, а электроны выделяют тепло. Подумайте о том, сколько тепла выделяет ваш ноутбук, когда вы заставляете его производить обработку больших данных. Если мы еще больше увеличим скорость работы наших процессоров, мы просто сожжем их. И вот тут-то в игру вступают поляритонные транзисторы. Они используют свет вместо электронов, а значит, могут работать на гораздо более высоких скоростях, не выделяя при этом столько тепла.

— Низкое тепловыделение  основное преимущество поляритонного фотонного транзистора?

— Основными функциями транзисторов являются переключение и усиление сигнала, который может быть электрическим или оптическим. У поляритонных транзисторов есть три основных преимущества: во-первых, они могут включаться и выключаться чрезвычайно быстро, за субпикосекундный промежуток времени, то есть менее чем за 1 триллионную долю секунды; во-вторых, они обладают самым высоким оптическим коэффициентом усиления (это позволяет осуществлять оптическую коммутацию, используя всего один квант света, один фотон, как мы продемонстрировали в 2021 году); третье преимущество поляритонных транзисторов касается использования логических элементов. Поясню: в электронике логический элемент состоит из нескольких транзисторов, физические свойства поляритонов позволили нам создать универсальные элементы с несколькими входами в одном транзисторе.

— Каковы следующие шаги в развитии поляритонных фотонных транзисторов и вычислителей?

— Сейчас мы изучаем, с какой максимальной скоростью поляритонные транзисторы могут использоваться для обработки информации. Еще одним направлением наших исследований является создание поляритонной памяти для обработки оптической информации.

— Почему вы занялись этой уникальной работой именно в России, в Сколтехе?

— В 2014 году меня пригласили посетить Сколтех. Концепция нового университета в России, объединяющего ученых из лучших университетов мира, показалась мне очень привлекательной. Самым важным фактором, повлиявшим на принятие окончательного решения о поступлении в Сколтех, стала возможность работать с одними из самых квалифицированных студентов-физиков. Я считаю, что широта и глубина физического образования в России не имеют аналогов. Неслучайно, что некоторые из самых плодовитых физиков и математиков в самых уважаемых университетах мира получили образование именно в России!

— Из-за работы в России вы сталкивались с проявлениями дискриминации в научном сообществе?

—  Каждый год меня приглашали на несколько международных конференций. Приглашают и сейчас, но как правило, через несколько дней после объявления моего имени в качестве приглашенного докладчика, я получаю звонок с сообщением что некие люди возражают против моего участия из-за моего российского происхождения. Приносятся извинения, и я отказываюсь от приглашения. Это обычное явление для ученых, работающих в России в наши дни.

Насколько мне известно, есть и более серьезные случаи дискриминации, когда ученых увольняли из западных университетов за то, что они сотрудничали с российскими или китайскими университетами, даже если наука носила фундаментальный характер. Дискриминация в науке по признаку принадлежности к какой-либо организации или страны, в которой работают ваши научные партнеры, является еще одной формой неомаккартизма, свидетелями которой мы являемся в последнее время. Это прискорбно, но рано или поздно это исчезнет.

Должен отметить, что я уже вижу изменение этой тенденции, и все больше коллег, участвующих в организации конференций или председательствующих в программных комитетах, возражают против такой дискриминации.

— Есть ли какие-либо способы преодолеть дискриминацию в науке?

—  Повышение осведомленности о существовании такой дискриминации является первым шагом к изменению отношения. Важно оставаться открытым и доброжелательным по отношению к ученым, работающим за рубежом. Когда кто-то сталкивается с дискриминацией, естественно, надо защищаться и даже самоизолироваться. Однако в случае научного сотрудничества изоляция просто вредна. Нужно оставаться открытым и настойчивым в продолжении международной деятельности. Предпринимаются позитивные шаги в этом направлении, как за счет устранения бюрократических ограничений на различные способы взаимодействия ученых, работающих в России, на международном уровне, так и за счет приема коллег-ученых из-за рубежа.

Материалы по теме:
Наука, 13 окт 20:45
Нобелевскую премию по экономике присудили за подход, в рамках которого развивается Россия
Наука, 7 окт 18:28
Почему решения Нобелевского комитета вызывают споры как предвзятые
Наука, 25 авг 19:10
Как климатические колебания повлияют на сельское хозяйство
Наука, 15 авг 17:00
Заместитель директора ФИЦ Биотехнологии РАН — о БИОПРОМе
Свежие материалы
Не общий сбор
Почему малые аэропорты недовольны правилами нового авиационного платежа
Цифровые активы запузырились
Аналитики предрекли кратный рост дефолтов на рынке ЦФА
Как выглядит город будущего
Города,
Эксперты обсудили перспективы цифровизации