Configurazione di laboratorio per testare la fattibilità del calcolo analogico con onde Wi-Fi in una stanza interna. Credito:arXiv:1804.03860 [physics.class-ph]
Una coppia di ricercatori, uno con l'Istituto Langevin, l'altro una società chiamata Greenerwave, sia in Francia, ha sviluppato un modo per utilizzare i normali segnali Wi-Fi per eseguire operazioni analogiche, calcoli basati su onde. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Revisione fisica X , Philipp del Hougne e Geoffroy Lerosey descrivono i loro esperimenti e cosa rappresentano.
I computer rappresentano le informazioni digitalmente, in uno e zero, ma agli albori dell'informatica, si è discusso sulla possibilità di utilizzare processori analogici. Anche allora, era chiaro che un tale approccio sarebbe stato meno dispendioso in termini di energia. Ma il digitale ha vinto, e il resto è storia. Ma questa potrebbe non essere la fine della storia. Mentre gli ingegneri hardware iniziano a correre a capofitto nei limiti della legge di Moore, alcuni ingegneri hanno iniziato a dare un'altra occhiata all'elaborazione analogica.
I processori analogici sfruttano l'ampiezza delle onde che si trovano nei circuiti elettronici o nelle onde luminose. E invece di sgranocchiare la forza bruta, si basano sulla modellazione della forma d'onda, che si fa con i metamateriali. I primi lavori con tali materiali hanno mostrato che tali processori potevano essere altamente efficienti nell'elaborazione delle matrici. Ma gli sforzi per utilizzare tali materiali hanno incontrato difficoltà a causa di problemi di fabbricazione. In questo nuovo sforzo, del Hougne e Lerosey dimostrano che alcuni processori analogici possono essere creati con un approccio più semplice.
Nei loro esperimenti, i ricercatori hanno creato una scatola per simulare un ambiente domestico, uno con quattro router Wi-Fi standard. Nella scatola, includevano oggetti che rappresentavano mobili e altri oggetti domestici. Prossimo, hanno applicato un pannello composto da 88 specchi riflettenti a due pareti adiacenti nella scatola:ciascuno degli specchi era in grado di passare da uno stato all'altro. In uno stato, lo specchio provocherebbe uno sfasamento di 0°, nell'altro, uno sfasamento di 180°. Finalmente, i ricercatori hanno aggiunto una scatola di controllo per eseguire i loro esperimenti.
I ricercatori hanno inviato lo stesso segnale standardizzato da tutti i router Wi-Fi. Hanno registrato più configurazioni di pannelli per innescare il sistema, in questo modo è stato possibile caratterizzare la diffusione dei segnali Wi-Fi e quindi programmare il sistema per eseguire operazioni lineari. E questo ha permesso loro di eseguire una trasformata di Fourier a quattro elementi.
I ricercatori riferiscono che l'elaborazione è stata più veloce di quanto sarebbe stata utilizzando un computer digitale, ma è stato rallentato dal processo di iniziazione. Suggeriscono che aggiungere solo 30 input a un tale sistema lo renderebbe più efficiente di un sistema digitale.
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