Исследователи Центра квантовых технологий Сбера совместно с учеными физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова разработали метод настройки многоканальных оптических интерферометров. Об этом сообщили в пресс-службе банка.
Новый алгоритм пертурбативного разложения позволил сократить длину внутренних элементов приборов и снизить потери света. Результаты работы опубликовали в журнале первого квартиля Physical Review A.
Отмечается, что многоканальные интерферометры играют важную роль в оптических вычислениях. Эти устройства управляют световыми сигналами с помощью волноводов, светоделителей и фазовращателей. Их работу описывают через матрицу передачи, которая преобразует входные сигналы. Управление системой происходит за счет программируемых фазовых сдвигов.
«В оптических интерферометрах размер имеет значение — чем больше оптический путь в волноводе, тем больше потери. Поэтому уменьшение размера элементов без потери функциональности, как предложено в этой работе, крайне важно на практике», — отметил научный руководитель Центра квантовых технологий Сбера, старший научный сотрудник физфака МГУ Станислав Страупе.
Первый автор исследования, аспирант кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Сурен Флджян пояснил, что ученые искали способ уменьшить длину фазовращателей без ущерба для выполняемых преобразований.
«Вычисления в интерферометре описываются матрицей, которая является функцией от параметров фазовых сдвигов. Мы опирались на свойства этой функции, которые проявляются при ее разложении в ряд по малому отклонению параметров, то есть пертурбативное разложение», — добавил он.
Для решения задачи исследователи использовали численные и аналитические методы. Команда доказала, что предложенный подход позволил реализовать большинство необходимых преобразований при меньших фазовых сдвигах. Вместо более значительных изменений стало возможно применять, например, сдвиги на π/2 или π/4. Это позволило сократить фазовращатели и уменьшить оптические потери.
Разработка имеет значение для программируемых фотонных процессоров. Новый метод позволит повысить стабильность и энергоэффективность оптических вычислений.