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
Заглушки вместо дырок: 5 необычных причин для отказа в техосмотре. Фото Заглушки вместо дырок: 5 необычных причин для отказа в техосмотре. Фото

Порой даже и не подумаешь, какие вещи могут привести к отказу в техосмотре

РБК
Химики научились получать первичные галогениды из изомерных алкенов Химики научились получать первичные галогениды из изомерных алкенов

Разработан метод получения хлоридов и бромидов из алкенов разного строения

N+1
Как собрать майнинг ферму: пошаговая инструкция Как собрать майнинг ферму: пошаговая инструкция

Майнинг ферма: с этапа покупки комплектующих до их соединения друг с другом

CHIP
Палеонтологи впервые диагностировали инфекцию воздушных мешков у динозавра Палеонтологи впервые диагностировали инфекцию воздушных мешков у динозавра

Динозавры сталкивались с аэросаккулитом – поражением воздушных мешков

N+1
Лига справедливости Лига справедливости

Красивая модная пара — бизнесмен Александр Чистяков и певица Глюк’oZa

Tatler
Почему сводит ноги и что с этим делать Почему сводит ноги и что с этим делать

Почему сводит ноги, как от этого избавиться и могут ли судороги быть опасны

РБК
Много преступлений и мало любви: 10 сериалов весны про женщин Много преступлений и мало любви: 10 сериалов весны про женщин

Уже все посмотрели? Пора снова подыскивать сериал на вечер

Forbes
Что такое белый чай и как его правильно заваривать Что такое белый чай и как его правильно заваривать

Белый чай – один из наиболее интересных видов чай

Cosmopolitan
Искусство жить Искусство жить

Антикварные предметы подчёркивают вневременной характер интерьера

SALON-Interior
Как происходит переработка нефти Как происходит переработка нефти

Как люди научились добывать нефть

Популярная механика
Всё плохо: как тревожность портит нам жизнь и можно ли перестать переживать Всё плохо: как тревожность портит нам жизнь и можно ли перестать переживать

Что такое тревожное расстройство и можно ли его вылечить?

Cosmopolitan
Как миллионы людей зарабатывают деньги на сражениях аватаров в виртуальной реальности Как миллионы людей зарабатывают деньги на сражениях аватаров в виртуальной реальности

Почему некоторые страны считают P2E мошенничеством?

Forbes
«Обновленная» мама «Обновленная» мама

Что такое осознанное родительство и почему пора растить детей иначе

Лиза
Наноспутники против вулканов: как новые технологии спасают от природных катастроф Наноспутники против вулканов: как новые технологии спасают от природных катастроф

Чем новейшие космические технологии могут помочь в схватке со стихией?

Forbes
8 интересных фактов о Дне сурка 8 интересных фактов о Дне сурка

Почему мы придаём такое большое значение Дню сурка?

Популярная механика
Вся чешусь от тебя: что нужно знать о психосоматике аллергии Вся чешусь от тебя: что нужно знать о психосоматике аллергии

Действительно ли аллергия может быть связана с психосоматикой?

Cosmopolitan
Наследство Жириновского. Почему российские партии переживут своих лидеров, но не переживут Путина Наследство Жириновского. Почему российские партии переживут своих лидеров, но не переживут Путина

Как болезнь Жириновского отразится на судьбе путинской политической системы

СНОБ
Эти забавные голландцы Эти забавные голландцы

11 удивительных фактов о Нидерландах

Лиза
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
Переносной атомный гравиметр увидел в городе подземный тоннель Переносной атомный гравиметр увидел в городе подземный тоннель

В будущем он атомный гравиметр может помочь геологам, почвоведам и археологам

N+1
Сам себе сушист: 5 простых рецептов для приготовления суши в домашних условиях Сам себе сушист: 5 простых рецептов для приготовления суши в домашних условиях

Суши — это просто

Playboy
Городские агамы не захотели спать в лучах фонарей и выбрали затененные места для ночлега Городские агамы не захотели спать в лучах фонарей и выбрали затененные места для ночлега

Ящерицам пришлось изменить привычки, чтобы защититься от светового загрязнения

N+1
Самые неубиваемые автомобили Самые неубиваемые автомобили

Автомобили, которые действительно сделаны на совесть

Maxim
Как военные использовали насекомых в своих целях: 10 впечатляющих операций, которые провели пчелы, мухи и комары Как военные использовали насекомых в своих целях: 10 впечатляющих операций, которые провели пчелы, мухи и комары

Энтомологическое оружие впервые было использовано еще в античные времена

ТехИнсайдер
Всё о пульсоксиметрии: зачем нужна, когда используется, как снимать показания Всё о пульсоксиметрии: зачем нужна, когда используется, как снимать показания

Пульсоксиметрия — это самый простой способ измерить уровень кислорода в крови

Cosmopolitan
Человек и его бактерии: что нужно знать о кишечной микрофлоре Человек и его бактерии: что нужно знать о кишечной микрофлоре

Как микробиота защищает нас от инфекций и влияет на развитие болезней?

Популярная механика
Антропологи нашли в Чили утонувшего 5000 лет назад рыбака Антропологи нашли в Чили утонувшего 5000 лет назад рыбака

Этот несчастный случай произошел около пяти тысяч лет назад

N+1
Заход сбоку, или «метод Кивина»: техника кунилингуса, которая сделает оральный секс классным Заход сбоку, или «метод Кивина»: техника кунилингуса, которая сделает оральный секс классным

Кажется, мы нашли лучший сексуальный подарок на День Святого Валентина

Playboy
10 первых моделей японских автомобилей 10 первых моделей японских автомобилей

Первые модели современных японских автопроизводителей

Популярная механика
Открыть в приложении