Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
На сегодняшний день подавляющее большинство компьютеров представляют собой цифровые устройства, представляющие информацию в виде нулей и единиц, "порций" электрических или световых сигналов. Их предшественники, аналоговые компьютеры, кодируют информацию в виде непрерывных функций, примером которых могут выступать колебания в напряжении тока или движение шестеренок. У них есть множество недостатков — сверхвысокая уязвимость к помехам, низкая точность и скорость вычислений, а также невозможность их миниатюризации.
Группа ученых под руководством Александра Силвы из университета Пенсильвании в Филадельфии (США) выяснила, что аналоговые "световые компьютеры" будут лишены большинства подобных проблем. Так как метаматериалы способны менять свойства и направление движение света, авторы статьи предположили, что их можно использовать в качестве "аналога" шестеренок и электрических цепей, применявшихся в арифмометрах и первых аналоговых компьютерах.
Опираясь на это предположение, Силва и его коллеги создали математическую модель, которая описывала примитивное вычислительное устройство на базе "идеального" метаматериала, способное выполнять одну из важнейших математических операций, так называемое преобразование Фурье.
Изучив результаты работы этой модели, ученые попытались понять, можем ли мы создать материал с аналогичными свойствами в реальном мире, используя лучи лазера в качества источника и переносчика информации. По их расчетам, это вполне реально, и уже существующие метаматериалы на основе оксида цинка и алюминия, или же "черного кремния" можно будет использовать в качестве основы для таких вычислительных устройств.