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
Отпусти и забудь Отпусти и забудь

Психологи считают наше тело сосудом, где хранится память о пережитых потрясениях

Vogue
Вылечить нельзя, но помочь можно: всё, что нужно знать про эндометриоз Вылечить нельзя, но помочь можно: всё, что нужно знать про эндометриоз

К чему может привести эндометриоз?

Cosmopolitan
Как зарегистрироваться в Тик Ток на телефоне или ПК Как зарегистрироваться в Тик Ток на телефоне или ПК

Регистрируемся в TikTok: подробная инструкция

CHIP
Разные лики педагогической запущенности Разные лики педагогической запущенности

Что такое педагогическая запущенность и как она изменилась в наши дни

СНОБ
Жесткое небо «Спектра-РГ» Жесткое небо «Спектра-РГ»

Уникальная спутниковая платформа составляет детальную карту вселенной

Популярная механика
Палеопатологи обнаружили древнейшие свидетельства мастоидотомии Палеопатологи обнаружили древнейшие свидетельства мастоидотомии

мастоидотомии провели женщине, умершей в Испании в IV тысячелетии до нашей эры

N+1
CAR-T клетки нашлись в крови излечившихся от лейкемии пациентов спустя десятилетие после введения CAR-T клетки нашлись в крови излечившихся от лейкемии пациентов спустя десятилетие после введения

CAR-T клетки способны присутствовать в организме онкобольных более 10 лет

N+1
Как сжечь жир быстро и надолго: 12 работающих способов Как сжечь жир быстро и надолго: 12 работающих способов

Что делать, чтобы сброшенные килограммы не вернулись?

Cosmopolitan
7 загадочных происшествий в Бермудском треугольнике 7 загадочных происшествий в Бермудском треугольнике

Инциденты, произошедшие в связи с таинственным Бермудским треугольником

Популярная механика
«Земля, одержимая демонами: Ведьмы, целители и призраки прошлого в послевоенной Германии» «Земля, одержимая демонами: Ведьмы, целители и призраки прошлого в послевоенной Германии»

Отрывок из книги Моники Блэк о вере немцев в сверхъестественное

N+1
Биологи отредактировали геном клеща Биологи отредактировали геном клеща

Как ученые пытаются контролировать численность клещей и устойчивость к ним

N+1
20 богатейших self-made-женщин России 2022 20 богатейших self-made-женщин России 2022

Лидер пока недосягаем, но в рейтинге богатейших женщин появились новые имена

Forbes Woman
Театр Табакова Театр Табакова

Павел Табаков учится продюсированию и признается в любви Ренате Литвиновой

Harper's Bazaar
Мария Эйсмонт: да, нет, знаю: «Я никогда не могла смотреть, как издеваются над слабым» Мария Эйсмонт: да, нет, знаю: «Я никогда не могла смотреть, как издеваются над слабым»

Мария Эйсмонт просто живет настоящим. Каким бы сложным оно ни было

Glamour
В развитии японских и английских народных песен выявили схожие закономерности В развитии японских и английских народных песен выявили схожие закономерности

Даже музыка подвержена эволюционным ограничениям

N+1
«Мама, я квадроциклист!» Собираем экипировку для начинающего райдера «Мама, я квадроциклист!» Собираем экипировку для начинающего райдера

Что надеть, если у вас есть квадроцикл и время, чтобы на нем кататься

Популярная механика
Первым делом: в каких городах начать знакомство с историей авиации Первым делом: в каких городах начать знакомство с историей авиации

Города, в которых можно узнать больше об истории и будущем гражданской авиации

Популярная механика
Как хранить яйца? Как хранить яйца?

Почему важно правильно хранить яйца? И как это делать?

Популярная механика
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
12 животных, которые гораздо больше, чем ты думаешь (сравнительная галерея) 12 животных, которые гораздо больше, чем ты думаешь (сравнительная галерея)

Мало кто представляет себе истинный размер животных в отношении к человеку

Maxim
Зачем животным математика? Зачем животным математика?

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

Наука и жизнь
«Писатель бывает чрезвычайно туп, но все же не настолько, как думают о нем иные критики» «Писатель бывает чрезвычайно туп, но все же не настолько, как думают о нем иные критики»

Уистен Хью Оден о том, зачем люди пишут книги и как их читают

Weekend
Как правильно вести себя во время зомби-апокалипсиса Как правильно вести себя во время зомби-апокалипсиса

Ветераны группы ВМС США и спецназа Израиля — что делать в зомби-апокалипсис

Esquire
Курение марихуаны изменяет функцию лёгких, не как табак, но тоже хорошего мало Курение марихуаны изменяет функцию лёгких, не как табак, но тоже хорошего мало

Как каннабис влияет на дыхание человека?

Популярная механика
Моника навсегда Моника навсегда

Актриса Моника Беллуччи — ее победительная женственность поражает в самое сердце

Harper's Bazaar
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
Что такое мушки в глазах и как от них избавиться Что такое мушки в глазах и как от них избавиться

Темные пятнышки, мешающие смотреть, чаще всего неопасны для зрения и здоровья

РБК
Как власти Китая используют голливудские блокбастеры для пропаганды Как власти Китая используют голливудские блокбастеры для пропаганды

Зачем в Китае редактируют «Бойцовский клуб» и бесплатно показывают Бэтмэна

Forbes
«Сестринская связь сильна»: как Джульен Лусенге 40 лет борется с насилием в Конго «Сестринская связь сильна»: как Джульен Лусенге 40 лет борется с насилием в Конго

Джульен Лусенге: борьба с насилием начинается с социальной роли женщин

Forbes
Открыть в приложении