Camp de Túria - Notícies -
Sant Antoni, L'Eliana, Bétera, Riba-roja, Pobla de Vallbona, Serra, Llíria. Vilamarxant....

Opinió
Opinió
Opinió
Opinió
Opinió
Seccions del Crònica

Pots buscar açí en el diari

Càlcul matemàtic a la velocitat de la llum

Un nanopatrón de silici a mesura acoblat a un espill d'or semitransparente pot resoldre una complexa equació matemàtica amb llum - AMOLF/ ELLA MARU STUDIO.

Investigadors han creat una superfície nanoestructurada capaç de resoldre equacions utilitzant la llum, que àmplia el camp del processament analògic basat en metasuperficies òptiques.

L'equip, --integrat per científics de l'institut de física fonamental AMOLF (Països Baixos), la universitat de Pennsilvània i la City University of Nova York (CUNY)-- va publicar les seues troballes en Nature Nanotechnology.

La creixent necessitat mundial d'una informàtica eficient ha impulsat a investigadors de diversos camps a explorar alternatives a l'actual paradigma informàtic digital. "La velocitat de processament i l'eficiència energètica de l'electrònica estàndard s'han convertit en factors limitants per a noves aplicacions disruptives que entren en la nostra vida quotidiana, com la intel·ligència artificial, l'aprenentatge automàtic, la visió per ordinador i moltes més", afirma en un comunicat Andrea Cordaro, estudiant de AMOLF i autor principal. "En aquest context, la computació analògica ha ressorgit i recuperat una atenció significativa com a via complementària a les arquitectures tradicionals".
El processament analògic òptic es refereix a l'ús de la llum per a realitzar càlculs analògics, a diferència dels mètodes electrònics tradicionals que utilitzen electricitat. Una dels principals avantatges d'utilitzar la llum per a fer tasques informàtiques específiques és que pot funcionar a velocitats molt majors que els mètodes electrònics, ja que el càlcul es realitza a la velocitat de la llum que viatja a través de superfícies nanoestructuradas molt fines anomenades metasuperficies.

A més, el processament analògic òptic pot ser més eficient energèticament que els mètodes electrònics, ja que no genera calor de la mateixa manera que els circuits electrònics. Això ho fa idoni per a aplicacions informàtiques d'alt rendiment en les quals la velocitat i l'eficiència energètica són importants.

"En els cotxes autònoms, per exemple, la detecció i el processament d'imatges consumeixen molt temps de càlcul", explica Cordaro.

"En un article anterior vam demostrar que és possible utilitzar una metasuperficie òptica per a detectar vores molt ràpidament en una imatge d'entrada. La detecció de les vores d'objectes -com a cotxes, persones, etc.- és el primer pas del processament d'imatges en moltes aplicacions. Realitzar aquest pas òpticament pot estalviar temps i energia de processament". 

Cordaro i els seus col·legues es van adonar que també podien utilitzar les metasuperficies per a realitzar altres operacions matemàtiques. Una de les classes més freqüents de problemes que sorgeixen en molts camps, com l'enginyeria, la ciència i l'economia, són els anomenats "problemes inversos lineals". Solen consistir en la inversió de matrius, que són operacions matemàtiques bastant lentes", explica.

L'equip d'investigadors va desenvolupar una fina nanoestructura dielèctrica, denominada 'metagrating', i va incorporar un espill semitransparente a la mostra per a retornar contínuament el senyal a les nanoestructuras, cada vegada multiplicada per la matriu de dispersió del metagrating.

"Utilitzem una tècnica especial d'optimització per a dissenyar la cel·la unitària del conjunt nanoestructurado, o metagrating, que pot realitzar la multiplicació matricial desitjada", diu Cordaro. "Cada problema matemàtic requereix un disseny específic per al metagrating, però en teoria es podria dissenyar una superfície amb múltiples reixetes paral·leles per a resoldre diverses equacions integrals en paral·lel".

Aquests resultats demostren la possibilitat de resoldre problemes matemàtics complexos i una inversió matricial genèrica a velocitats molt superiors a les dels mètodes típics de computació digital. De fet, la solució convergeix en uns 349 fs (és a dir, menys d'una milmillonésima de segon), ordres de magnitud més ràpids que la velocitat de rellotge d'un processador convencional.

Cordaro afirma: "Hem mostrat una nova i poderosa aliança entre nanotecnologia i computació analògica que podria aplanar el camí cap a circuits híbrids de computació òptica i electrònica. Si continuem desenvolupant les nostres idees, podrem resoldre problemes de major complexitat a una velocitat i amb una eficiència abans impensables."
Crónica CT
* ho pots llegir perquè som Creative Commons

Publicat per Àgora CT. Associació Cultural sense ànim de lucre per a promoure idees progressistes Pots deixar un comentari: Manifestant la teua opinió, sense censura, però cuida la forma en què tractes a les persones. Procura evitar el nom anònim perque no facilita el debat, ni la comunicació. No es publicaran els comentaris que porten incrustats enllaços, encara que no estiguen complets. Escriure el comentari vol dir aceptar les normes. Gràcies

Cap comentari :

Mastodon