Створено метаповерхні, здатні розв’язувати найскладніші математичні задачі буквально зі швидкістю світла
-
Група вчених із кількох американських наукових установ досягла успіху в створенні наноструктурованих поверхонь, метаповерхонь, які можна використовувати для розв’язання складних математичних рівнянь за допомогою світла. Це досягнення є великим кроком у розвитку галузі так званих оптичних аналогових обчислень, які зможуть у майбутньому взяти на свої плечі розв’язання ресурсномістких завдань зі швидкістю, недосяжною для традиційних обчислювальних систем.
Оптична аналогова обробка відрізняється від традиційної аналогової обробки тим, що в ній використовується світло замість електричного струму. За рахунок цього оптика здатна працювати набагато швидше, оскільки обчислення виконуються буквально зі швидкістю світла, що відбивається від поверхонь зі складною нанорозмірною структурою.
Крім цього, оптична аналогова обробка буде здебільшого ефективнішою з точки зору кількості використовуваної енергії. Це робить оптичну обробку вельми підходящим методом для систем, в яких має важливе значення одночасно і швидкість обчислень, і енергоефективність. «Наприклад, у безпілотних автомобілях-роботах завдання виявлення об’єктів на відео і подальша обробка вимагають досить великої обчислювальної потужності» – пишуть дослідники.
Завдання виявлення країв об’єктів на зображенні було першим, яке дослідникам вдалося успішно вирішити за допомогою спеціальної оптичної метаповерхні. Це завдання є першим кроком у багатьох алгоритмах обробки зображень, і виконання цього кроку оптичним способом дає змогу заощадити безліч обчислювальних ресурсів та енергії.
Продовжуючи роботи в цьому напрямі, дослідники зрозуміли, що аналогічним способом можна використовувати метаповерхні і для розв’язання інших математичних задач. Для цього метаповерхню необхідно накрити напівпрозорим дзеркалом, через яке на поверхню подається світло і проводиться зчитування результатів обчислень.
Звісно, структура метаповерхні суворо розраховується для виконання будь-якої однієї математичної задачі або рівняння. Але цілком можливо створити поверхні з кількома паралельними структурами, за допомогою яких можна буде вирішувати системи лінійних або навіть інтегральних рівнянь.
Комусь може здатися, що виготовляти щоразу замовну матрицю метаповерхні для вирішення лише однієї математичної задачі є чистим марнотратством. Однак, швидкість роботи такого обчислювача виправдовує це, наприклад, результати обчислень задачі універсальної матричної інверсії видаються через 349 фемтосекунд після подачі вихідних даних. Тобто самі обчислення проводяться зі швидкістю буквально недосяжною для традиційних обчислювальних систем.
«Ми продемонстрували новий вид «альянсу» між нанотехнологіями та аналоговими обчисленнями, який зможе стати основою гібридної оптоелектронної обчислювальної системи», – пишуть дослідники, – «Розвиваючи наші ідеї далі, ми, врешті-решт, дійдемо до можливості розв’язання математичних задач підвищеної складності з такою швидкістю та ефективністю, які зараз можуть видатися чимось із розряду наукової фантастики».
https://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=keyword&esrc=s&url=https%3A%2F%2Fvistnyk.com.ua%2F
https://telegra.ph/My-favorite-Ukranian-news-site-08-30-5
https://public.sitejot.com/favak298.html
https://medium.com/@favak29827/about
https://ioby.org/users/favak29827658065
https://www.yelp.com/user_details?fsid=Jb_4aNJZBAY2tgpqrUKQ9g&userid=F__na5PzDETtQ-3fmwnQGA
https://www.tripadvisor.com/Profile/favak298
https://visual.ly/users/favak29827/portfolio
https://www.blurb.com/user/favak298?profile_preview=true
https://disqus.com/by/valentynfavak/about/
https://www.goodreads.com/user/show/161682582-josyp-korzh
https://peatix.com/user/15584691/view
https://www.reverbnation.com/artist/josypkorzh
https://www.indiegogo.com/individuals/31590482
https://www.zintro.com/profile/zi6fd07718
https://t.me/links_1_2/371
https://list.ly/jocafej853/lists
https://trello.com/b/8lTwOMd6/my-favorite-ukranian-news-site
https://www.metal-archives.com/users/jocafej85
https://www.stageit.com/jocafej85