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
Под знаком рыб Под знаком рыб

Инновационные нейротропные препараты компания «Лактокор» испытывает на рыбах

Наука
Быстро, просто и без вреда: как снять акрил с ногтей в домашних условиях Быстро, просто и без вреда: как снять акрил с ногтей в домашних условиях

Что делать, если избавиться от акрила на ногтях уже просто необходимо?

Cosmopolitan
Моника навсегда Моника навсегда

Актриса Моника Беллуччи — ее победительная женственность поражает в самое сердце

Harper's Bazaar
Самый богатый знак зодиака — кому звезды обещают богатство? Самый богатый знак зодиака — кому звезды обещают богатство?

Хочешь узнать, кому на роду написано быть богатым? Читай наш гороскоп

VOICE
10 фотографий прошлого, которые заставят вас смеяться, восхищаться и плакать 10 фотографий прошлого, которые заставят вас смеяться, восхищаться и плакать

Забавные, внушительные и даже пугающие фото прошлого

Популярная механика
Зачем животным математика? Зачем животным математика?

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

Наука и жизнь
6 мифов о женской сексуальности. Комментарий сексолога 6 мифов о женской сексуальности. Комментарий сексолога

Заблуждения о женской психологи и физиологии

РБК
15 мыслей Андрея Малахова 15 мыслей Андрея Малахова

Андрей Малахов о том, что часто остается за кадром

GQ
Связующие нити Связующие нити

В этой квартире дизайнер постаралась создать естественное для жизни пространство

Идеи Вашего Дома
Что делать, если забыл пароль от Wi-Fi Что делать, если забыл пароль от Wi-Fi

Как восстановить пароль от Wi-Fi в разных версиях Windows и на Android-гаджетах.

CHIP
«Хаббл» измерил температуру ночной стратосферы ультрагорячего юпитера «Хаббл» измерил температуру ночной стратосферы ультрагорячего юпитера

Зависимость температуры от высоты в атмосферах экзопланет очень важна

N+1
10 самых необычных арт-объектов России 10 самых необычных арт-объектов России

Оригинальные скульптуры и инсталляции, которые выбирали «всем миром»

Лиза
Ментальность краба: что случилось со звездным фондом королевы инвестиций Кэти Вуд Ментальность краба: что случилось со звездным фондом королевы инвестиций Кэти Вуд

Почему Кэти Вуд — выскочка и её время прошло?

Forbes
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
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
Выкупает бренды на Amazon и помогает им расти: разбор бизнеса Accel Club, который привлёк $170 млн Выкупает бренды на Amazon и помогает им расти: разбор бизнеса Accel Club, который привлёк $170 млн

Как стартап Accel Club выкупает бренды и что с ними делает?

VC.RU
«Да всю правду доложи»: как определить и о чем расскажет твой цвет ауры «Да всю правду доложи»: как определить и о чем расскажет твой цвет ауры

Как определить цвет своей ауры и узнать её обозначение?

VOICE
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
Работа мечты Работа мечты

10 самых популярных мифов о фрилансе

Лиза
Богата витамином С и не только: 7 преимуществ воды с лимоном Богата витамином С и не только: 7 преимуществ воды с лимоном

О полезных свойствах воды с лимоном ходят легенды, но насколько они верны?

Cosmopolitan
Две мужские правды Две мужские правды

«Внебрачные связи»: Арно Деплешен экранизирует Филипа Рота

Weekend
Невзаимная любовь: почему так происходит? Невзаимная любовь: почему так происходит?

У односторонней привязанности есть причины

Psychologies
Как избавиться от вросших волос в зоне бикини (и больше не встречаться с ними) Как избавиться от вросших волос в зоне бикини (и больше не встречаться с ними)

Вросшие волосы, особенно в зоне бикини, проблема деликатная

Cosmopolitan
35 способов похудеть 35 способов похудеть

Сохранить хорошее настроение, заодно сбросив лишний вес, можно просто и приятно

Cosmopolitan
Тайлер Грегори Оконма Тайлер Грегори Оконма

Правила жизни репера Tyler, the Creator

Esquire
В ритме города В ритме города

От исходной планировки отказались в пользу студийной организации пространства

Идеи Вашего Дома
Это фантастика! Это фантастика!

Казалось бы, в сексе сложно ждать каких-то прорывов, и все же...

Men’s Health
Выходные в Азербайджане: 48 часов автопутешествия мечты Выходные в Азербайджане: 48 часов автопутешествия мечты

Даже двух дней в Азербайджане хватит, чтобы набраться впечатлений и солнца

СНОБ
Не только «Оттепель» и «Стиляги»: самые яркие роли Евгении Брик Не только «Оттепель» и «Стиляги»: самые яркие роли Евгении Брик

Вспоминаем самые яркие роли Евгении Брик в кино

Maxim
Открыть в приложении