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
15 лучших корейских фильмов: не только «Паразиты» 15 лучших корейских фильмов: не только «Паразиты»

15 лучших картин, которые помогут тебе глубже погрузиться в мир корейского кино

Cosmopolitan
Яркий сценарий Яркий сценарий

Интерьера для квартиры «выходного дня» на юго–западе Москвы

SALON-Interior
Маршруты Сикстинской Мадонны Маршруты Сикстинской Мадонны

«Сикстинской Мадонне» было суждено пережить много приключений

Дилетант
Как утопия становится наукой Как утопия становится наукой

Григорий Ревзин о Фрэнсисе Бэконе и «Новой Атлантиде»

Weekend
Следы на песке Следы на песке

Как Андре Ситроен организовал экспедицию через пустыню Сахара

Esquire
«Изобретая Анну»: что рассказал сериал о русской аферистке в Нью-Йорке «Изобретая Анну»: что рассказал сериал о русской аферистке в Нью-Йорке

«Изобретая Анну» — сериал об Анне Делви, обманувшей нью-йоркский бомонд

РБК
Сын Баскова, дочь Батрутдинова и другие звездные дети, о которых ты не знала Сын Баскова, дочь Батрутдинова и другие звездные дети, о которых ты не знала

Звезды, которые стали родителями, но этот факт не так широко известен

VOICE
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
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
История Yalla!Market История Yalla!Market

Как предприниматели из России завоевывают рынок доставки продуктов в Дубае

Inc.
Как быстро сходить в туалет по-большому: 12 безопасных способов Как быстро сходить в туалет по-большому: 12 безопасных способов

Как улучшить качество стула и ускорить дефекацию?

Cosmopolitan
Как первый сотрудник Coinbase зарабатывает сотни миллионов на буме блокчейна Как первый сотрудник Coinbase зарабатывает сотни миллионов на буме блокчейна

Олаф Карлсон-Ви — как он воспользовался лихорадкой вокруг первых токенов?

Forbes
Африка Африка

Каково будущее Африканского континента?

Esquire
«Бабушка будет довольна»: как мультфильм «Энканто» стал манифестом бунтующих дочерей «Бабушка будет довольна»: как мультфильм «Энканто» стал манифестом бунтующих дочерей

«Энканто» — мультфильм о женщинах, отказывающихся быть идеальными

Forbes
Астрономы застали два мини-нептуна за превращением в суперземли Астрономы застали два мини-нептуна за превращением в суперземли

Как и почему два мини-нептуна активно теряют свои атмосферы

N+1
Это киста? Виды кист, диагностика и опасность для здоровья Это киста? Виды кист, диагностика и опасность для здоровья

Какие типы кист бывают?

Cosmopolitan
История одного здания: Дом творчества Переделкино История одного здания: Дом творчества Переделкино

Здесь работали Пастернак, Чуковский, Тарковский, Окуджава, Высоцкий и другие

Культура.РФ
Для тех, кто худеет: вкусные и полезные закуски, которые помогут не переедать Для тех, кто худеет: вкусные и полезные закуски, которые помогут не переедать

Полезные перекусы, которые помогут оставаться сытым

Cosmopolitan
Еще в игре Еще в игре

Старая гвардия баскетбола, невзирая на свой возраст, все еще доминирует

Men’s Health
Дышите — не дышите Дышите — не дышите

Рената Харькова учит ловко и весело управляться с крючками и шнуровками корсета

Vogue
Как люди изменились за 100 лет Как люди изменились за 100 лет

За последние 100 лет люди стали выше и… шире!

Популярная механика
Орнамент массы: 95 лет «Метрополису» Фрица Ланга. Чем была вдохновлена и кого вдохновила классика сай-фая? Орнамент массы: 95 лет «Метрополису» Фрица Ланга. Чем была вдохновлена и кого вдохновила классика сай-фая?

Что не разглядели зрители в одном из главных шедевров немой кинематографии

Esquire
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
Строили и наконец построили Строили и наконец построили

Команда архитекторов реконструировала подмосковный коттедж в классическом стиле

AD
Третья версия интернета: почему технология web3 интереснее раскрученной метавселенной Третья версия интернета: почему технология web3 интереснее раскрученной метавселенной

Следующей версией интернета будет не метавселенная в стиле Meta, а web3

Forbes
Как суфражистка Элизабет Кэди Стэнтон боролась за избирательные права для женщин Как суфражистка Элизабет Кэди Стэнтон боролась за избирательные права для женщин

Элизабет Кэди Стэнтон называют матерью-основательницей американского суфражизма

Forbes
Умерла актриса Евгения Брик — вспоминаем ее главные роли Умерла актриса Евгения Брик — вспоминаем ее главные роли

Вспоминает главные фильмы и сериалы в карьере Евгении Брик

СНОБ
Дина Рубина: «Наша жизнь такова: не успеешь отсмеяться, как заливаешься слезами» Дина Рубина: «Наша жизнь такова: не успеешь отсмеяться, как заливаешься слезами»

Саги Дины Рубиной знакомы и любимы миллионами читателей

Лиза
Я больше не боюсь Я больше не боюсь

В 42 года Лариса Амельченкова стала востребованной ампути-моделью

Домашний Очаг
Открыть в приложении