Создана микроволновая схема, выполняющая вычисления со скоростью света

сегодня в 08:31

5

0

Новости Мировые новости

Главный редактор

Достижения

Команда исследователей лаборатории RFCT объявила о создании программируемой микроволновой интегральной схемы, которая способна выполнять параллельные вычисления с использованием электромагнитных волн.
Это открытие может стать революцией в мире вычислительной техники, объединив принципы физики и электроники.

Суть технологии заключается в том, что информация обрабатывается не электрическими сигналами, как в традиционных микросхемах, а высокочастотными волнами, которые распространяются со скоростью света.
Таким образом, математические операции выполняются мгновенно — в тот момент, когда волна проходит через микроструктуру устройства.

Что делает эту разработку уникальной

Созданная система представляет собой первую в мире программируемую аналоговую микроволновую схему, способную выполнять матричные преобразования — ключевые операции, лежащие в основе работы нейросетей, графических систем и алгоритмов машинного обучения.

«Мы объединили физику и электронику, чтобы создать первую программируемую микроволновую интегральную схему, которая может выполнять матричные преобразования — тип математических операций, лежащий в основе современных технологий», — пояснил доктор Кешаварц, старший научный сотрудник и главный инженер лаборатории RFCT.

Как работает технология

1. Использование электромагнитных волн.
   В отличие от обычных транзисторных схем, новая система работает на радиочастотах (РЧ) и микроволнах, где вычисления выполняются за счёт взаимодействия волн в специальных резонансных структурах.

2. Параллельная обработка.
   Волновая природа позволяет одновременно обрабатывать множество сигналов, что обеспечивает экстремальную производительность при минимальном энергопотреблении.

3. Программируемость.
   Архитектура схемы допускает динамическую перенастройку — её можно адаптировать под различные типы задач, от обработки изображений до анализа сигналов и квантового моделирования.

Применение: от радаров до космоса

По словам разработчиков, новая технология может стать основой для процессоров нового поколения, которые найдут применение:

• в радарах и навигационных системах, где важна скорость реакции;

• в сверхбыстрой радиосвязи и системах 6G;

• в датчиках и системах наблюдения в режиме реального времени;

• в космических миссиях и спутниковых вычислительных комплексах, где критичны быстродействие и энергоэффективность.

«Это открытие открывает путь к созданию аналоговых радиочастотных и микроволновых процессоров нового поколения для применения в радарах, системах связи и космических технологиях», — подчеркнул Кешаварц.

Преимущества по сравнению с традиционными микрочипами

• Скорость вычислений. Использование электромагнитных волн позволяет выполнять операции со скоростью света, что делает такую архитектуру в тысячи раз быстрее современных цифровых процессоров.

• Энергоэффективность. Отсутствие необходимости в постоянном переключении транзисторов снижает энергопотребление на порядок.

• Масштабируемость. Архитектуру можно адаптировать для различных частотных диапазонов и задач, включая искусственный интеллект, 3D-визуализацию и обработку сигналов.

Аналоговые вычисления возвращаются

Эксперты отмечают, что проект RFCT символизирует возрождение интереса к аналоговым вычислительным технологиям, которые десятилетиями уступали место цифровым.
Однако сочетание аналоговой физики и программируемости делает возможным создание гибридных систем, где вычисления происходят быстрее и точнее, чем на традиционных архитектурах.

«Эта разработка — шаг в будущее, где вычисления перестают быть электрическими и становятся физическими», — отмечают исследователи.

Перспективы развития

В ближайшие годы команда RFCT планирует расширить функциональность микроволнового процессора, создав серийный прототип для применения в оборонных и космических системах.
Параллельно ведутся переговоры с рядом технологических компаний, заинтересованных в коммерциализации проекта.

Создание микроволновой интегральной схемы, выполняющей вычисления со скоростью света, стало важнейшим шагом в развитии постцифровой электроники.
Эта технология способна радикально изменить принципы вычислений, открыв новую эпоху — времени физико-аналоговых процессоров, где каждая операция выполняется не с тактовым сигналом, а с прохождением волны.