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
Волшебная лампа Аззедина Волшебная лампа Аззедина

Питер Мюлье о неспешной моде и могуществе сексуальной одежды

Vogue
Красота по-советски Красота по-советски

Индустрия красоты и косметология практически не существовали на территории СССР

Forbes Woman
Реинкарнация: 5 культовых автомобилей, которые перешли на электричество Реинкарнация: 5 культовых автомобилей, которые перешли на электричество

Ретро под соусом современной экологической повестки

Playboy
Быть частью общей борьбы: как женщины вдохновляют друг друга в спорте Быть частью общей борьбы: как женщины вдохновляют друг друга в спорте

Что нужно, чтобы привлечь инвесторов в профессиональный женский спорт

Forbes
Мама, не плачь! Мама, не плачь!

Чем вредны попытки уберечь ребенка от негативных эмоций

Лиза
Порнография: как молодежь получает половое воспитание? Порнография: как молодежь получает половое воспитание?

Почему многие воспринимают порнографию как ресурс о половом воспитании?

Популярная механика
Прошлое и настоящее Эркюля Пуаро. В прокат выходит экранизация детектива Агаты Кристи «Смерть на Ниле» Прошлое и настоящее Эркюля Пуаро. В прокат выходит экранизация детектива Агаты Кристи «Смерть на Ниле»

Зачем создатели добавили в «Смерть на Ниле» историю личной трагедии Эркюля Пуаро

СНОБ
7 классиков из школьной программы, которых нужно бы запретить за пропаганду чуждых ценностей 7 классиков из школьной программы, которых нужно бы запретить за пропаганду чуждых ценностей

Доколе будет продолжаться развращение малолетних чуждыми идеями классиков?

Maxim
«Проблем нет у тех, кто сидит в землянке в лесу»: долги подтолкнули предпринимателя стать консультантом по ритейлу «Проблем нет у тех, кто сидит в землянке в лесу»: долги подтолкнули предпринимателя стать консультантом по ритейлу

Бывший закупщик «Ленты» стал помогать производителям поставлять товар

VC.RU
50 самых полезных продуктов для здоровья, которые нужно включить в рацион 50 самых полезных продуктов для здоровья, которые нужно включить в рацион

Эти продукты содержат много питательных веществ

Cosmopolitan
От Николая II до Владимира Путина: все автомобили российских лидеров От Николая II до Владимира Путина: все автомобили российских лидеров

От царских Delaunay-Belleville и Rolls-Royce до президентского Aurus

РБК
Wow-эффект: как екатеринбуржцы создали маркетплейс цветов с оборотом 2,5 млрд рублей Wow-эффект: как екатеринбуржцы создали маркетплейс цветов с оборотом 2,5 млрд рублей

Основатели цветочного маркетплейса Flowwow начинали со скромного оборота

Forbes
15 признаков настоящего нарцисса 15 признаков настоящего нарцисса

Черты и особенности поведения, которые являются признаками нарцисса

Cosmopolitan
Как лыжники-фристайлисты выполняют свои удивительные трюки - механика олимпийского спорта Как лыжники-фристайлисты выполняют свои удивительные трюки - механика олимпийского спорта

Лыжники-фристайлисты выполняют сложнейшие трюки в воздухе. Как они это делают?

Популярная механика
Читаем отрывок из новой книги Орхана Памука «Чумные ночи» Читаем отрывок из новой книги Орхана Памука «Чумные ночи»

Отрывок из книги Орхана Памука об эпидемии чумы на небольшом острове

РБК
Музей своего времени Музей своего времени

Как Государственный исторический музей собирал историю, а история меняла музей

Weekend
Кристен Стюарт. Ужель та самая Диана?.. Кристен Стюарт. Ужель та самая Диана?..

Кристен Стюарт соединилась душой со своей героиней Дианой Спенсер

Караван историй
Гравитационное красное смещение уловили на миллиметровой высоте Гравитационное красное смещение уловили на миллиметровой высоте

Для фиксирования гравитационного красного смещения понадобились атомные часы

N+1
Простые и эффективные упражнения для спины, с которыми ты забудешь о боли Простые и эффективные упражнения для спины, с которыми ты забудешь о боли

Укрепление мышц спины может помочь справиться с болью в ней

Cosmopolitan
Загадки Вселенной: сколько на самом деле планет в Солнечной системе? Загадки Вселенной: сколько на самом деле планет в Солнечной системе?

Существует ли девятая планета?

Популярная механика
Животное поведение: как попрошайки (и другие люди) зарабатывают на животных Животное поведение: как попрошайки (и другие люди) зарабатывают на животных

Как люди зарабатывают на убийстве котят, щенков и черепах?

Esquire
«Изобретая Анну»: что рассказал сериал о русской аферистке в Нью-Йорке «Изобретая Анну»: что рассказал сериал о русской аферистке в Нью-Йорке

«Изобретая Анну» — сериал об Анне Делви, обманувшей нью-йоркский бомонд

РБК
Алена Куратова: «Я вижу в наших женщинах не только матерей и жен, но и личностей, для которых важна самореализация» Алена Куратова: «Я вижу в наших женщинах не только матерей и жен, но и личностей, для которых важна самореализация»

Алена Куратова о проектах, направленных на помощь особенным детям

Grazia
Как отмечают Рождество в тюрьме. Отрывок из книги Нила Сэмворта «Глазами надзирателя» Как отмечают Рождество в тюрьме. Отрывок из книги Нила Сэмворта «Глазами надзирателя»

Зачем люди идут работать в тюрьму? Нил Сэмворт отвечает в своей книге

СНОБ
Пятиминутный путеводитель по тайным комнатам Пятиминутный путеводитель по тайным комнатам

Кто скрывается за стеной гробницы Тутанхамона, где прятались бутлегеры, евреи?

Esquire
25 простых и быстрых рецептов для завтрака: сладкие и сытные варианты 25 простых и быстрых рецептов для завтрака: сладкие и сытные варианты

Попробуй разнообразить свое утреннее меню

Cosmopolitan
7 веских причин добавить питайю в свой рацион 7 веских причин добавить питайю в свой рацион

Питайя, или драконий фрукт, имеет ряд полезных для нашего организма свойств

Cosmopolitan
Может ли Луна упасть на Землю и насколько велика вероятность подобной катастрофы? Может ли Луна упасть на Землю и насколько велика вероятность подобной катастрофы?

Луна неизменно присутствует на небе. Что произойдет, если однажды это изменится?

Популярная механика
«Я готов дорого заплатить, чтобы быть свободным»: Борис Немцов в книге «Преемник» «Я готов дорого заплатить, чтобы быть свободным»: Борис Немцов в книге «Преемник»

Отрывок из книги Михаила Фишмана о Борисе Немцове

Forbes
Открыть в приложении