Австралийские и американские исследователи разработали схему аналогового компьютера, который использует радио- и микроволновые сигналы для выполнения сложных вычислений с меньшим энергопотреблением по сравнению с традиционными цифровыми электронными системами.
«В отличие от квантовых систем, которые сталкиваются с серьёзными проблемами масштабируемости и стабильности, наша аналоговая вычислительная платформа может быть реализована уже сегодня и способна обеспечить практическое применение гораздо раньше», — говорит доктор Расул Кешаварз из лаборатории радиочастотных и коммуникационных технологий (RFCT) при Сиднейском университете технологий (UTS) в Австралии.
«Этот прорыв открывает путь для создания аналоговых радиочастотных и микроволновых процессоров нового поколения, которые найдут применение в радарах, современных средствах связи, датчиках и космических технологиях, требующих работы в режиме реального времени».
Новые результаты опубликованы в статье в журнале Nature Communications.
«Мы объединили физику и электронику для создания первой программируемой СВЧ-интегральной схемы, которая может выполнять матричные преобразования — вид математических операций, основополагающих для современных технологий», — добавляет Мохаммад-Али Мири, доцент Рочестерского технологического института в США.
Матрица — это сетка чисел. Матричные преобразования — это вид математической функции, которая изменяет один набор данных (матрицу) в другой.
Аналоговые вычисления обрабатывают информацию с помощью непрерывных сигналов, таких как электромагнитные волны, что позволяет выполнять множество вычислений параллельно и с гораздо меньшим энергопотреблением по сравнению с цифровыми вычислениями.
Сверхбыстрые аналоговые процессоры могут стать основой для вычислительных систем нового поколения, включая беспроводные сети, радары и датчики, работающие в реальном времени, мониторинг в горнодобывающей и сельскохозяйственной отраслях, а также новые инструменты для научных исследований.
«Это исследование знаменует начало более широкой исследовательской траектории», — говорит Кешаварз.
«Уже ведётся подготовка к последующим исследованиям для расширения технологии в направлении практических архитектур системного уровня, чтобы вычисления могли выйти за пределы цифровых ограничений».