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

Грудное молоко помешало бактерии вызвать воспаление в кишечнике новорожденного Грудное молоко помешало бактерии вызвать воспаление в кишечнике новорожденного

Как материнское грудное молоко защает ребенка от дисбиоза и воспаления кишечника

N+1
21 способ прокачать себя легально и с пользой 21 способ прокачать себя легально и с пользой

Вы всё еще в поисках выхода из зимней спячки? Держите список простых апдейтов

Men’s Health
Что нужно помнить о DDoS-атаках и как от них защититься? Объясняет эксперт! Что нужно помнить о DDoS-атаках и как от них защититься? Объясняет эксперт!

DDoS-атаки — орудие самых злостных хакеров. Как защитить свои устройства?

ТехИнсайдер
Распад СССР: только факты Распад СССР: только факты

Распад СССР — историческая случайность или неизбежная катастрофа?

Дилетант
Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем Мемолог или вайб-менеджер: какие новые профессии придумал российский бизнес и зачем

Какие необычные позиции появились в российских компаниях за последние пару лет

Forbes
Сергей Степин. Без обид Сергей Степин. Без обид

Чтобы не потерять веру, убеждал себя: это опыт. Пусть неудачный, но опыт

Коллекция. Караван историй
Ищем новый спорт: фехтуем с Мадонной, скачем с Хадид, серфим с Макконахи Ищем новый спорт: фехтуем с Мадонной, скачем с Хадид, серфим с Макконахи

Знаменитости, которые разбавляют скучные тренировки интересными активностями

РБК
Как геймификация помогает учиться Как геймификация помогает учиться

О принципах геймификации и о том, как она влияет на образовательные процессы

СНОБ
5 удивительных фактов о самой глубоководной части океана 5 удивительных фактов о самой глубоководной части океана

Учёные до сих пор очень мало знают об этих сложных для изучения регионах

Популярная механика
«Рептилия с острова Скай» оказалась крупнейшим юрским птерозавром «Рептилия с острова Скай» оказалась крупнейшим юрским птерозавром

Размах крыльев птерозавра Dearc sgiathanach составлял от 1,9 до 3,8 метра

N+1
Синтетические люди и оцифрованные вещи: как метавселенные изменят наш мир Синтетические люди и оцифрованные вещи: как метавселенные изменят наш мир

Выступления с CG EVENT — о киберпанке и метавселенных

Популярная механика
5 ошибок, из-за которых дома неуютно 5 ошибок, из-за которых дома неуютно

В интерьере не хватает душевности, комфорта. В чем тут загвоздка?

Лиза
«Я бы не женился, если бы думал про развод»: отрывок из книги Уилла Смита «Я бы не женился, если бы думал про развод»: отрывок из книги Уилла Смита

Отрывок из биографии Уилла Смита — о расставании с первой женой

Cosmopolitan
Последние камикадзе: подводные самолеты Второй Мировой Последние камикадзе: подводные самолеты Второй Мировой

Только представь: маленькие самолеты взлетают с подводного авианосца

Maxim
Детокс к лету: Перезагрузка по правилам Детокс к лету: Перезагрузка по правилам

Как помочь организму очиститься?

Добрые советы
Феномен Супербоула: как финал НФЛ изменил индустрию рекламы и развлечений Феномен Супербоула: как финал НФЛ изменил индустрию рекламы и развлечений

Как супербоул влияет на бизнес, рекламу и развлечения?

РБК
Лучшие антивоенные видеоигры Лучшие антивоенные видеоигры

Кажется, что антивоенных видеоигр быть не может, однако мы тебе докажем обратное

Maxim
Салонный фильтр — от чего защищает и как понять, что его пора менять Салонный фильтр — от чего защищает и как понять, что его пора менять

Сегодня существует большой выбор салонных фильтров

РБК
Добровольцы помогли расшифровать одну из стенографических рукописей Чарльза Диккенса Добровольцы помогли расшифровать одну из стенографических рукописей Чарльза Диккенса

Впервые расшифровали более половины Тавистокского письмо Чарльза Диккенса

N+1
Отказаться от лишнего и стать счастливее: от чего нам всем пора избавиться? Отказаться от лишнего и стать счастливее: от чего нам всем пора избавиться?

14 вещей в жизни, от которых давно пора избавиться

Psychologies
Эго еще что такое? Эго еще что такое?

Осторожно, хрупкое… мужское эго

Cosmopolitan
Зачем животным математика? Зачем животным математика?

Умение считать — доступно ли оно животным и нужно ли им это вообще?

Наука и жизнь
«Бери на таран»: 7 скандальных инцидентов со свадебными кортежами (видео) «Бери на таран»: 7 скандальных инцидентов со свадебными кортежами (видео)

Гонки с преследованием, остановка движения на МКАД: свадебные истории

РБК
Александр Сикорский: «В виноделии мне больше всего нравится дегустация» Александр Сикорский: «В виноделии мне больше всего нравится дегустация»

Основатель «Имения Сикоры» — о создании культовых вин

Forbes
Курс кройки Курс кройки

Волшебный эффект обещает резекция желудка. Как все обстоит на самом деле?

Tatler
Точный градус Точный градус

Ртутный, электронный, бесконтактный – как правильно выбрать термометр

Лиза
10 обычных вещей, которые изобрели совсем для другого 10 обычных вещей, которые изобрели совсем для другого

Беговая дорожка — для пыток, а цепная пила — для облегчения родов

Maxim
7 лучших упражнений, которые быстро подтянут грудь 7 лучших упражнений, которые быстро подтянут грудь

Как натренировать мышцы груди?

Cosmopolitan
«Чумные ночи» Орхана Памука: отрывок из детективного романа об эпидемии на острове «Чумные ночи» Орхана Памука: отрывок из детективного романа об эпидемии на острове

Отрывок из книги «Чумные ночи» об островке, жизнь которого нарушила чума

Forbes
В детской древнеегипетской мумии нашли следы отравления свинцом В детской древнеегипетской мумии нашли следы отравления свинцом

Это удалось сделать благодаря компьютерной томографии

N+1
Открыть в приложении