1. Jaki jest główny obszar Pani badań naukowych i jaki jest ich cel?

Moje badania koncentrują się na opracowywaniu nowoczesnych optycznych układów do przetwarzania danych inspirowanych sieciami neuronowymi. Pracujemy równolegle nad technologiami klasycznymi i kwantowymi. Nasze optyczne neuromorficzne sieci klasyczne opierają się na architekturze sieci skierowanych. Nasze obliczenia wskazują, że pojedyncza operacja może być wykonywana przy użyciu zaledwie kilku fotonów, co zbliża nas do fundamentalnych limitów efektywności energetycznej. Z kolei w kontekście sieci kwantowych, naszym celem jest opracowanie sieci rezerwuarowych zdolnych do detekcji i generacji kwantowych stanów światła, co jest kluczowe w kontekście rozwoju komunikacji kwantowej.

Fundamentem naszych optycznych sieci neuromorficznych są półprzewodniki. Wykorzystujemy materiały takie jak arsenek galu (GaAs) i tellurek kadmu (CdTe) oraz wyjątkowo obiecujące materiały perowskitowe (głównie CsPbBr3). Kluczowym elementem architektury tych układów jest mikrownęka optyczna, w której sygnał optyczny ulega znacznemu wzmocnieniu. To wzmocnienie wynika z unikatowego przejścia fazowego gazu oddziałujących fotonów (kwazicząstek znanych jako polarytony ekscytonowe) do fundamentalnego stanu materii, jakim jest kondensat Bosego-Einsteina.

2. Co Pan/Pani uważa za swój największy, dotychczasowy sukces naukowy?

Za jedno z najważniejszych osiągnięć w mojej dotychczasowej pracy naukowej uważam obserwację spinowo-spolaryzowanego kondensatu Bosego-Einsteina w mikrownękach półprzewodnikowych i na jego fundamentach opracowanie optycznej nieliniowej bramki XOR. Był to nasz kluczowy krok w kierunku rozwoju optycznych układów obliczeniowych, który pokazał, że tego typu struktury mogą realizować optycznie nieliniowe operacje przy niskim zużyciu energii i wyjątkowej szybkości działania. Co więcej, wykazaliśmy, że połączenie wielu takich bramek pozwala na stworzenie wydajnej sieci neuromorficznej. Obecnie pracujemy nad zaproponowaniem neuromorficznej sieci optycznej działającej w temperaturze pokojowej.

3. Jaką książkę/podcast poleciłaby Pani / poleciłby Pan komuś, kto dopiero zaczyna interesować się Pani / Pana dziedziną i chciałby lepiej ją zrozumieć?

Niestety książki w tej tematyce jeszcze nie powstały na tyle ogólne, aby można je było polecić. Cała literatura związana z optycznym przetwarzaniem informacji (ang. neuromorphic photonic lub photonic computing) jest dość ściśle naukowa. W mojej pracy opieram się w zasadzie wyłącznie na artykułach naukowych. Ciekawymi kanałami które nie są bezpośrednio związane z moją pracą, ale dają ogólną wiedzę są np. 3Blue1Brown, Sabine Hossenfelder, Lex Fridman.

Partnerzy #ScienceLeadersBoard: Intel, Orange, Google, Dell Technologies, Ericsson i Flex.