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
Над ним смеялись современники: история о том, как Дарвин создал эволюционную теорию, которая подтвердилась через 100 лет Над ним смеялись современники: история о том, как Дарвин создал эволюционную теорию, которая подтвердилась через 100 лет

Как Чарльз Дарвин формировал свою научную теорию?

Популярная механика
Как удалить аккаунт в Instagram: подробная инструкция Как удалить аккаунт в Instagram: подробная инструкция

Как временно закрыть свой аккаунт в Instagram? А как удалить его навсегда?

Популярная механика
Лечим насморк у детей до года Лечим насморк у детей до года

Как помочь грудничку пережить насморк и не допустить осложнений?

9 месяцев
История Дня святого Валентина: от языческих Луперкалий до современных открыток История Дня святого Валентина: от языческих Луперкалий до современных открыток

История возникновения Дня святого Валентина не так проста, как кажется

Cosmopolitan
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
Николай Цискаридзе: «Я могу позволить себе меняться» Николай Цискаридзе: «Я могу позволить себе меняться»

Откровенное интервью с ректором Академии Русского балета Николаем Цискаридзе

Psychologies
Секунда за 300 миллиардов лет: зачем физикам самые надежные часы Секунда за 300 миллиардов лет: зачем физикам самые надежные часы

Ученые поставили рекорд, создав самую синхронизированную пару часов в истории

Forbes
Эквивалентно-потенциальную температуру назвали лучшим индикатором глобального потепления Эквивалентно-потенциальную температуру назвали лучшим индикатором глобального потепления

Эквивалентно-потенциальная температура эффективно отражает глобальное потепление

N+1
Работать нельзя перегореть Работать нельзя перегореть

Мы знаем кратчайший путь к выходу из выгорания. Следуйте за нами

Men’s Health
7 лучших упражнений, которые быстро подтянут грудь 7 лучших упражнений, которые быстро подтянут грудь

Как натренировать мышцы груди?

Cosmopolitan
ФАС на тропе войны: как ведомство судится с Google и другими IT-гигантами ФАС на тропе войны: как ведомство судится с Google и другими IT-гигантами

С какими технологическими компаниями у ФАС возникали конфликты?

Forbes
Бери на заметку: примеры свадебных клятв для молодоженов Бери на заметку: примеры свадебных клятв для молодоженов

Вдохновляйся идеями — и твоя речь на свадьбе точно будет запоминающейся

Cosmopolitan
«Узелки любви»: принцесса Диана терпела головную боль ради любимой тиары «Узелки любви»: принцесса Диана терпела головную боль ради любимой тиары

Диана Спенсер шла на жертвы из-за полюбившейся тиары

Cosmopolitan
Археологи раскопали в Сербии два кургана ямной культуры Археологи раскопали в Сербии два кургана ямной культуры

Археологи исследовали в Сербии два кургана, возведенных около 2900 года до н. э.

N+1
Radio Patriki: как устроен паблик с фотографиями стильных жителей Москвы Radio Patriki: как устроен паблик с фотографиями стильных жителей Москвы

Radio Patriki ведет перепись модных жителей и гостей Патриарших прудов

РБК
Как быстро Как быстро

Несколько способов избавиться от жира в области живота

Cosmopolitan
«Это цифровая колонизация»: зачем Meta подключает к интернету развивающиеся страны и чем это грозит «Это цифровая колонизация»: зачем Meta подключает к интернету развивающиеся страны и чем это грозит

Как желание обеспечить доступ в интернет привело к обвинениям и протестам?

VC.RU
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
Неуловимый мститель Неуловимый мститель

Искусство поражать все цели от Джереми Реннера

Men’s Health
Медленно, но верно Медленно, но верно

Пошаговый план продвижения к поставленной цели

Psychologies
6 пород собак, которые подходят аллергикам и детям, а также прекрасно чувствуют себя в маленькой квартире 6 пород собак, которые подходят аллергикам и детям, а также прекрасно чувствуют себя в маленькой квартире

Лучшие варианты пород собак, которые помещаются в квартире и подходят детям

ТехИнсайдер
Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком Что такое фаза, ноль и земля: объясняем простым языком

Электрический ток — как это работает?

CHIP
Свет из твердого тела: как работают сверхмощные диоды Свет из твердого тела: как работают сверхмощные диоды

Современные источники освещения уже давно выглядят не так, как прежде

Популярная механика
10 первых моделей японских автомобилей 10 первых моделей японских автомобилей

Первые модели современных японских автопроизводителей

Популярная механика
5 лайфхаков, которые позволяют разграничить работу и личную жизнь в смартфоне 5 лайфхаков, которые позволяют разграничить работу и личную жизнь в смартфоне

Эффективные способы разграничения личного и рабочего пространства в смартфоне

CHIP
Скрытые резервы Скрытые резервы

Какие витамины действительно полезны для женского организма?

Добрые советы
Топ-10 VR-игр для Android-смартфонов: виртуальная реальность в компактном формате Топ-10 VR-игр для Android-смартфонов: виртуальная реальность в компактном формате

Играть в виртуальной реальности можно не только на консоли или мощном ПК

CHIP
Археологи уточнили время существования свайного поселения на севере Италии Археологи уточнили время существования свайного поселения на севере Италии

Археологи провели исследование древнего свайного поселения Изолино-Вирджиния

N+1
Родина-мать, горюй Родина-мать, горюй

«Мама, я дома»: как рассказать о ЧВК по-человечески

Weekend
Открыть в приложении