Американские физики спроектировали компактный оптический аналоговый вычислитель

N+1Hi-Tech

Метаматериалы помогут решать уравнения со скоростью света

Марат Хамадеев

Источник: Heedong Goh and Andrea Alù / Physical Review Letters, 2022

Американские физики спроектировали компактный оптический аналоговый вычислитель, который практически мгновенно решает дифференциальные и интегральные уравнения. В его основе лежит метаматериал с субволновым распределением диэлектрической проницаемости, а решение кодируется в рассеянной на нем волне. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.

Классические компьютеры неразрывно ассоциируются с цифровой электроникой. Цифровой подход основан на представлении информации в виде единиц и нулей и ее обработке с помощью битовых операций. Такой подход естественен при сложении или вычитании целых и даже рациональных чисел. Он же применяется и при обработке аналоговых сигналов, которые представляют собой функции одной или нескольких переменных. В этом случае необходимо производить аналогово-цифровые преобразования.

Вместе с тем существует другой подход, основанный на использовании аналоговых компьютеров. В нем обработка аналоговой информации производится вычислителем напрямую. Благодаря этому аналоговый подход обладает преимуществом в скорости при работе с функциями, например, дифференцировании, интегрировании или решении дифференциальных уравнений. Строго говоря, первые вычислительные машины были именно аналоговыми, в частности, механическими (например, Антикитерский механизм). Их ключевым недостатком стало отсутствие универсальности, и, в конце концов, во второй половине аналоговые компьютеры уступили своё место цифровым устройствам, чья вычислительная мощность на тот момент росла согласно закону Мура.

В наши дни закон Мура сильно замедлился. В поисках способов ускорения вычислений физики и инженеры все чаще стали смотреть в сторону аналоговых компьютеров. Этому способствует бурный прогресс в области создания материалов, по-новому взаимодействующих со светом. Например, мы уже рассказывали, как ученые создали оптические и терагерцовые аналоговые нейтронные сети. Ключевым недостатком этих технологий стал их большой размер, что не позволяет реализовать их на чипе.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Физика невозможного Физика невозможного

Научное исследование мира силовых полей, телепортации и путешествий во времени

kiozk originals
Генетический анализ стотысячной выборки подтвердил нейрососудистое происхождение мигрени Генетический анализ стотысячной выборки подтвердил нейрососудистое происхождение мигрени

Как связана генетика и мигрень?

N+1
И невозможное возможно: как не переедать от волнения? И невозможное возможно: как не переедать от волнения?

Как не заработать себе проблемы из-за заедания тревоги

Популярная механика
Выхода нет: 10 загадочных древних лабиринтов Выхода нет: 10 загадочных древних лабиринтов

Лабиринты, хранящие в себе тайны и по сей день

Популярная механика
Самые вкусные блюда русской кухни по версии китайцев Самые вкусные блюда русской кухни по версии китайцев

Привычные русские блюда, которые иностранцы называют деликатесами

Maxim
Женские машины: 7 автомобилей, которые любят девушки Женские машины: 7 автомобилей, которые любят девушки

Самые женские марки машин

Cosmopolitan
#инструктаж: как выгодно продать фамильные драгоценности #инструктаж: как выгодно продать фамильные драгоценности

Как оценить вещь и продать ее с максимальной выгодой

РБК
Боль, уходи: 7 лучших упражнений на растяжку поясницы Боль, уходи: 7 лучших упражнений на растяжку поясницы

Специально для тебя мы собрали семь самых лучших растяжек для поясницы

Cosmopolitan
Ротару, Бодрова и другие вдовы, которые хранят верность покойным мужьям Ротару, Бодрова и другие вдовы, которые хранят верность покойным мужьям

Звездные жены, которые после смерти мужа продолжают хранить ему верность

VOICE
Песенка смета: как бесперспективные музыканты заработали десятки миллионов долларов на чужой музыке Песенка смета: как бесперспективные музыканты заработали десятки миллионов долларов на чужой музыке

Esquire разбирается в масштабной афере с авторскими правами на YouTube

Esquire
Почему автомат Калашникова стал таким популярным? Почему автомат Калашникова стал таким популярным?

В чем секрет автомата АК-47?

Популярная механика
Есть у трети женщин: что такое гранулы Фордайса и можно ли от них избавиться Есть у трети женщин: что такое гранулы Фордайса и можно ли от них избавиться

Гранулы Фордайса встречаются у 35% женщин и 60% мужчин

Cosmopolitan
Запарились Запарились

Каким может быть настоящий честный лофт в московских условиях

AD
Голоса отчуждения: каково это — жить с диагнозом «шизофрения» Голоса отчуждения: каково это — жить с диагнозом «шизофрения»

Как больной шизофренией удалось стать профессором права

Esquire
Новое направление Новое направление

Как курортный отель меняет правила игры на винном рынке

Forbes
Как одеться на свадьбу – 10 самых популярных дресс-кодов Как одеться на свадьбу – 10 самых популярных дресс-кодов

Гид по свадебным дресс-кодам

Cosmopolitan
Выживут только инфорги Выживут только инфорги

«Инфорги» — люди, которые придут на смену Homo Sapiens

Популярная механика
Никогда не поздно: 12 простых и эффективных упражнений из йоги для женщин 50+ Никогда не поздно: 12 простых и эффективных упражнений из йоги для женщин 50+

Кто сказал, что в 50 и даже 60 лет поздно начинать заниматься йогой?

Cosmopolitan
Выжившие после контакта с инсектицидами комары научились избегать их запаха Выжившие после контакта с инсектицидами комары научились избегать их запаха

Способность комаров к обучению сильно осложняет борьбу с ними

N+1
Мы не панды: почему вкусы и пристрастия разных людей так отличаются Мы не панды: почему вкусы и пристрастия разных людей так отличаются

Отрывок из книги «Почему люди разные» о разнообразии вкусовых ощущений

Forbes
Аварии, которые изменили мир: самые громкие ДТП за последние 100 лет Аварии, которые изменили мир: самые громкие ДТП за последние 100 лет

Эти аварии сказались на судьбах целых стран

РБК
Антонио Итурбе: «В открытое небо». Полеты Антуана де Сент-Экзюпери Антонио Итурбе: «В открытое небо». Полеты Антуана де Сент-Экзюпери

Отрывок из книги «В открытое небо» о дружбе и преданности трех пилотов

СНОБ
7 фотографий людей за несколько часов, минут и даже секунд до смерти 7 фотографий людей за несколько часов, минут и даже секунд до смерти

Эти бередящие душу снимки были последними в жизни запечатленных на них людей

Maxim
В рабочем режиме В рабочем режиме

Когда-то в стенах этого особняка в центре Москвы танцевал на балах сам Пушкин

AD
Навести частоту: как живут люди с высокой чувствительностью к электромагнитным полям. Фотоистория Навести частоту: как живут люди с высокой чувствительностью к электромагнитным полям. Фотоистория

Как электромагнитные поля могут влиять на жизнь людей?

Esquire
9 удивительных вещей о собаках, которые вы могли не знать 9 удивительных вещей о собаках, которые вы могли не знать

Есть вещи, которые о собаках знают лишь специалисты

Популярная механика
Гляциоизостазия повлияла на размытие Колумбийского плато в плейстоцене Гляциоизостазия повлияла на размытие Колумбийского плато в плейстоцене

Ледник деформировал земную кору и контролировал сток воды

N+1
Книга Ольги Хорошиловой «Джентльмен Джек в России. Невероятное путешествие Анны Листер» Книга Ольги Хорошиловой «Джентльмен Джек в России. Невероятное путешествие Анны Листер»

Отрывок из книги-истории о путешественнице и ученой Анне Листер

СНОБ
120 на 80: что означают показатели давления и как в них разобраться 120 на 80: что означают показатели давления и как в них разобраться

Что такое повышенное давление? А пониженное? Что считается нормой?

Cosmopolitan
Блиц: Gavrilina Блиц: Gavrilina

Блиц-интервью с Юлией Гаврилиной: неожиданные вопросы и быстрые ответы

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении