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
6 мифов о женской сексуальности. Комментарий сексолога 6 мифов о женской сексуальности. Комментарий сексолога

Заблуждения о женской психологи и физиологии

РБК
Отрицали вред и давили на регулятор: как производители защищали этилированный бензин от запрета Отрицали вред и давили на регулятор: как производители защищали этилированный бензин от запрета

О спорах с производителями топлива и его запрете — в пересказе The Conversation

VC.RU
Удивительная фотоистория Хэма — первого шимпанзе в космосе Удивительная фотоистория Хэма — первого шимпанзе в космосе

Астронавт, который получил в награду яблоко и половину апельсина

Maxim
Альфред Нобель: биография человека, который изменил мир — отрывок из книги Альфред Нобель: биография человека, который изменил мир — отрывок из книги

История жизни Нобеля и его семьи

СНОБ
Кето-диета: подробное руководство для начинающих Кето-диета: подробное руководство для начинающих

Что дает организму кетопитание и насколько эффективно можно похудеть?

Cosmopolitan
Весенний призыв Весенний призыв

В Италии любовь к равиоли – это многовековая традиция

Вокруг света
Виртуальная оперативная память в Android: зачем она нужна и насколько полезна Виртуальная оперативная память в Android: зачем она нужна и насколько полезна

Рассказываем о технологии виртуальной оперативной памяти в смартфонах на Android

CHIP
Церковный дресс-код Церковный дресс-код

Одеяния православных священников напоминают об истории и славе церкви

Дилетант
Виктор Добронравов: «Дома хочется просто отдохнуть» Виктор Добронравов: «Дома хочется просто отдохнуть»

Виктор Добронравов — о любви к театру и отношениях со знаменитым отцом

Cosmopolitan
Секстинг со стеснительной барышней: как втянуть ее во флирт Секстинг со стеснительной барышней: как втянуть ее во флирт

Месть должна подаваться холодной, а застенчивая девушка — горячей

Playboy
К 120-летию Любови Орловой К 120-летию Любови Орловой

Воспоминания о Любови Орловой и не публиковавшиеся ранее фотографии

СНОБ
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
Раздать боком: почему дрифт нужно освоить каждому водителю Раздать боком: почему дрифт нужно освоить каждому водителю

Нужен ли дрифт обычным водителям?

Forbes
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
Вирус Эбола нашли в мозге приматов после выздоровления Вирус Эбола нашли в мозге приматов после выздоровления

Вирус Эбола сохраняется в макрофагах желудочков мозга

N+1
Улыбка на миллион: как сэкономить на стоматологе и безопасно отбелить зубы дома Улыбка на миллион: как сэкономить на стоматологе и безопасно отбелить зубы дома

Простые способы сделать свои зубы светлее на несколько тонов

Cosmopolitan
Как правильно выбрать кабель для зарядки смартфона Как правильно выбрать кабель для зарядки смартфона

Немногие знают, как выбрать хороший кабель для зарядки своего смартфона

ТехИнсайдер
Изумрудный суперфуд: что такое спирулина и чем она полезна Изумрудный суперфуд: что такое спирулина и чем она полезна

Вместе с врачами разбираемся в пользе и противопоказаниях спирулины

РБК
Простая арифметика: почему Forester — самый популярный автомобиль Subaru в России Простая арифметика: почему Forester — самый популярный автомобиль Subaru в России

Почему Forester пользуется такой популярностью в России

Forbes
Не стесняюсь спросить: симптомы простатита и вопросы урологу о самом главном Не стесняюсь спросить: симптомы простатита и вопросы урологу о самом главном

Уролог – главный специалист для любого, желающего оставаться в хорошей форме

Playboy
Новый взгляд на старый свет Новый взгляд на старый свет

Союз великого вина и современного искусства

Robb Report
Как выглядят самые жуткие глубоководные существа: подборка фото ужасающих жителей подводного мира Как выглядят самые жуткие глубоководные существа: подборка фото ужасающих жителей подводного мира

Под водой скрывается множество странных жутких существ

ТехИнсайдер
Диета Хейли Помрой: сбрось 10 килограммов легко и быстро Диета Хейли Помрой: сбрось 10 килограммов легко и быстро

Диета для тех, кто отчаялся найти работающую диету

VOICE
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
Театр без QR-кода: как посмотреть лучшие спектакли, не выходя из дома Театр без QR-кода: как посмотреть лучшие спектакли, не выходя из дома

О новых и самых интересных постановках спектаклей, которые можно посмотреть дома

Forbes
Этери Тутберидзе: от фигуристки балета на льду до главного российского тренера Этери Тутберидзе: от фигуристки балета на льду до главного российского тренера

Как Этери Тутберидзе стала титулованным тренером в фигурном катании?

СНОБ
Признак психологической незрелости: что такое пассивная агрессия и как с ней бороться Признак психологической незрелости: что такое пассивная агрессия и как с ней бороться

Что такое скрытая и подавленная агрессия и как ей противостоять

Forbes
Гормональный взрыв Гормональный взрыв

Почему весной меняется наше поведение и может ли это быть опасным

Лиза
Театр Табакова Театр Табакова

Павел Табаков учится продюсированию и признается в любви Ренате Литвиновой

Harper's Bazaar
Открыть в приложении