МОСКВА, 27 ноября. /ТАСС/. Физики из МФТИ разработали подход, который позволяет удобным и предсказуемым образом "складывать", "вычитать" и производить другие манипуляции с микроволнами. Это дает возможность использовать эти волны для создания сверхбыстрых оптических компьютеров, работающих в аналоговом режиме, сообщила пресс-служба МФТИ.
"Если вам нужно быстро рассчитать резонансные частоты нового моста, как распространяются сейсмические волны во время землетрясения, оптимизировать форму какой-нибудь антенны, на цифровых компьютерах вы будете делать это несколько дней. Аналоговый оптический симулятор выдаст результат за доли секунды. Ему не надо отдельно просчитывать шаг за шагом - он сам физически может воспроизвести это волновое явление", - пояснил исследователь из МФТИ Константин Севастьянов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают исследователи, в последние годы физики со всего мира активно разрабатывают различные концепции, позволяющие использовать частицы и волны света для проведения вычислений со скоростью и экономичностью, недоступной для существующей полупроводниковой электроники. Многие из этих идей опираются в своей работе на знаменитый эксперимент Юнга, демонстрирующий волновую природу света.
В его рамках луч света пропускается через ширму с двумя параллельными щелями, в результате чего волны одной частоты начинают взаимно усиливать или гасить друг друга, рисуя на экране картину из темных и светлых полос. Это позволяет "складывать" и "вычитать" волны и проводить логические операции, однако для этого нужно очень строго контролировать размеры щелей и поддерживать сверхвысокую точность их изготовления.
Российские ученые предположили, что эти ограничения можно существенным образом обойти, если использовать для проведения расчетов не видимый свет, а микроволновое излучение, обладающее длиной волны в несколько миллиметров или сантиметров. Это позволило сделать компоненты установки более крупными и дало ученым возможность научиться управлять поведением микроволн путем внесения фазовых задержек с помощью диэлектрических пластин или меняя поляризацию волн.
По словам физиков, поведение волн в данной системе описывается теми же математическими формулами, что и работа кубитов - простейших вычислительных блоков, используемых в работе квантовых вычислительных систем. В перспективе это позволит создавать аналоговые логические цепочки и использовать их для решения сложных задач, где нужно смоделировать волновые и колебательные процессы, подытожили авторы исследования.