Физики в Сарове планируют "вскипятить" вакуум и создать световой суперкомпьютер

Фото из открытых источников

В России активно развивается проект Национального центра физики и математики (НЦФМ), основанный четыре года назад в городе Саров. В интервью "Газете.Ru" академик РАН Александр Сергеев, научный руководитель НЦФМ, рассказал о перспективных направлениях исследований центра.

НЦФМ представляет собой современный аналог академгородка, расположенный рядом с федеральным ядерным центром в Сарове. Основная задача проекта - развитие фундаментальной науки в сочетании с оборонными технологиями. Центр планирует запустить три масштабных установки к 2030 году.

Первая установка - лазер XCELS с экзаваттным уровнем пиковой мощности (1018), что значительно превышает возможности существующих лазерных систем. С его помощью ученые намерены исследовать структуру вакуума и добиться эффекта его "кипения" - состояния, при котором возможно рождение вещества и антивещества. Это позволит моделировать процессы, происходившие во Вселенной 14 миллиардов лет назад.

Вторая установка - источник комптоновского излучения, предназначенный для изучения ядерной и нуклонной материи. Исследователи планируют использовать резонансные световые волны гамма-диапазона для воздействия на атомные ядра, что может привести к их разрушению - эффект, которого пока не удалось достичь никому в мире.

Третья разработка центра - световой вычислитель, работающий на принципиально новых физических принципах. В отличие от традиционных электронно-вычислительных машин, устройство использует световые (дифракционные) нейронные сети и аналоговый способ обработки информации. Уже создан действующий прототип в сотрудничестве с Самарским национальным исследовательским университетом, Институтом физики полупроводников СО РАН и Российским федеральным ядерным центром в Сарове.

Особенность светового вычислителя заключается в мгновенной параллельной обработке информации при прохождении света через фазовые экраны с жидкими кристаллами. Это дает существенное преимущество при работе с большими массивами данных, например, при обработке изображений или работе с крупными языковыми моделями. Ожидается, что к 2030 году производительность устройства превысит показатели современных суперкомпьютеров в тысячу раз.