Nanomittakaavan tietokone toimii valon nopeudella

28.02.2022

New-York-nanoskaalan-analogien-laskin-valon-nopeudella-250-t.jpgAnaloginen laskenta, joka perustuu aaltojen vuorovaikutukseen metamateriaalien kanssa, on herättänyt merkittävää kiinnostusta vähän energiaa kuluttavana ja erittäin nopeana alustana suurten datamäärien käsittelyyn.

Suurempi kuva

Hyödyntämällä analogisia, aaltopohjaisia laskimia, jotka toimivat yksinomaan valoaaltojen avulla voivat suorittaa laskelmia nopeammin ja pienemmällä energialla.

Äskettäin Heedong Goh ja Andrea Alù New Yorkin kaupungin yliopiston Advanced Science Research Centeristä esittelevät suunnitelman nanokokoiselle aaltopohjaiselle laskin-tietokoneelle, joka pystyy ratkaisemaan matemaattisia ongelmia, kuten integro-differentiaaliyhtälöitä, valon nopeudella.

Eräs reitti, jonka tutkijat ovat valinneet valmistaakseen aaltopohjaisia analogisia tietokoneita, on suunnitella ne metamateriaaleihin, materiaaleihin, jotka on suunniteltu soveltamaan matemaattisia operaatioita tulevaan valoaaltoon.

Aiemmissa suunnitelmissa käytettiin laaja-alaisia metamateriaaleja – jopa 0,2 neliömetriä, mikä rajoittaa niiden skaalautuvuutta. Goh ja Alù ovat kyenneet pienentämään nämä rakenteet nanomittakaavaan, pituusasteikkoon, joka sopii integrointiin ja skaalautumiseen.

Kaksikon ehdottama laskin on valmistettu piistä ja se on muotoiltu monimutkaiseen geometriseen nanomuotoon, joka on optimoitu tiettyä ongelmaa varten.

Gohin ja Alùn laskelmat osoittavat, että heidän nanokokoisten aaltopohjaisten laskintekniikan pitäisi pystyä ratkaisemaan ongelmia lähes nollalla käsittelyviiveellä ja mitättömällä energiankulutuksella. He osoittavat, että kompaktin sirottimen ei-paikallinen vaste voidaan suunnitella antamaan valinnaisia operaatioita mielivaltaisille törmäysaalloille ja jopa ratkaisemaan integro-differentiaaliyhtälöitä, joiden ratkaisu havaitaan hajakentissä.

Vahvasti resonoivien ilmiöiden puute tekee vasteesta vankan, ja kompakti luonne avaa näiden prosessien skaalautuvuuden ja peräkkäisyyden, mikä tasoittaa tietä tehokkaalle, pienikokoiset analogisille laskimmille, jotka perustuvat suunniteltuihin mikrorakenteisiin.

Aiheesta aiemmin:

Analogialaskentaa verkon reunalle

Elektroninen ameba

Uusia sovelluksia metamateriaaleille

16.05.2024Hybridilomittuminen tehostaa kvanttiteleportaatiota
15.05.2024Säilölaskentaa molekyyleillä ja keinolihaksilla
14.05.2024Muisti ferrosähköisestä ja ferromagneettisesta alueista
13.05.2024Metamateriaalia analogiseen optiseen laskentaan
10.05.2024Elektronit vauhdikkaina kaksiulotteisissa polymeereissä
09.05.2024Entistä tehokkaampia dielektrisiä kondensaattoreita
08.05.2024Elektronikanavia ilman resistanssia
07.05.2024Uusia kehitysnäkymiä kvanttitietotekniikalle
06.05.2024Mikrobeja torjuva kuparipinta kosketusnäytöille?
04.05.2024Kuinka valo voi höyrystää vettä ilman lämpöä

Siirry arkistoon »