Отечественные ученые из Столичного физико-технического факультета (МФТИ) вместе с английскими сослуживцами из института Роял Холлоуэй в первый раз показали эффект, именуемый фотонным смешиванием волн на синтетическом атоме.
В опытах использовалась сверхпроводящая фотонная система, на физическом уровне равносильная одиночному атому. Такая система при замораживании до сверхнизких температур может издавать и всасывать некоторые кванты микроволнового излучения в точности также, как атомы ведут взаимодействие с квантами стандартного света.
Синтетические атомы активно применяются в исследовательских работах по фотонной оптике. Благодаря подобным системам физики могут исследовать процессы, которые трудно смотреть в других вариантах — к примеру, издание и слияние нескольких фотонов. Если реальный атом в отражающей полости испускает свет в случайном направлении, то сверхпроводящая система, наоборот, предстоит в данную сторону. Данная особенность сделала возможным команде физиков установить процессы рассеяния нескольких квантов света на синтетическом атоме — перемешивание волн.
«При исследовании за обозначенной технологией учёные увидели на выходе как начальное распространение, так и электрические волны, вышедшие в итоге взаимодействия с синтетическим атомом, частоты которых находились в зависимости от характера побуждения системы. Это показывало на фотонное перемешивание волн — эффект, смотреть который раньше на таких системах не получалось», — пишется в послании МФТИ.

Ожидается, что итоги исследовательских работ будут востребованы и в том числе при подготовке фотонных ПК. Все дело в том, что изучаемый синтетический атом считается кубитом, стандартным блоком фотонных вычисляемых систем. Детали традиционных ПК могут держать лишь 1 бит — 1 либо 0. Кубиты же располагаются в суперпозиции 2-ух состояний, другими словами могут шифровать логичные единицу и нуль. С подъемом числа применяемых фотонных битов количество обрабатываемых синхронно значений растет в арифметической прогрессии, что дает возможность формировать сверхпроизводительные ПК.