Математики выяснили, что свойства метаматериалов можно в теории изменить так, что набор из нескольких разных кусочков таких соединений сможет производить сложные математические операции с одиночными лучами света, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

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.