Сложные вычисления доверили радиоволнам — новый подход учёных из Китая

Быстрее традиционных цифровых схем

Как сообщает НВ — Техно: 10 августа, 22:00. Исследователи из Юго-Восточного университета в Китае представили технологию, которая выполняет сложные математические операции непосредственно на радиоволнах. В основе разработки - перепрограммируемая метаповерхность: сверхтонкая структура с микроскопическими элементами, способная в реальном времени изменять направление, фазу и амплитуду волн. Это принципиально иной подход, при котором вычисления происходят на физическом уровне, а не после оцифровки сигнала.

Что показали испытания

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications. Авторы - Цзюнь Янь Дай, Цян Чен и Те Цзюнь Цуй - продемонстрировали, что их система успешно выполняет преобразование Фурье и свёртку. Преобразование Фурье применяется для расчёта доплеровского сдвига и определения скорости движущихся объектов, а свёртка нужна радарным системам для вычисления расстояния до целей.

В тестах устройство определило скорость 201 м/с для объекта, двигавшегося со скоростью 200 м/с, при 500 точках дискретизации. Дальность до целей измерялась на дистанции от 4 до 28 км - показатели остались в пределах допустимой ошибки. Для переключения режима работы достаточно обновить последовательность временного кодирования, заменять оборудование не требуется.

Разработка не отменяет традиционную электронику: она по-прежнему используется для генерации кодов, синхронизации и отображения данных. Однако потребность в высокоскоростных аналого-цифровых преобразователях заметно снижается. В числе возможных сфер применения -

• автомобильные радары
• спутниковые системы связи
• сети нового поколения 6G

Новая технология может быть востребована как в гражданских, так и в военных системах, где важны скорость обработки данных и точность измерений. Гибкость перепрограммируемой метаповерхности делает её перспективной для дальнейших исследований и практического использования, особенно на фоне растущей потребности в эффективных коммуникационных решениях.

Параллельно с разработками в области радиоволн, в Цюрихе был представлен квантовый чип на механических резонаторах, который также обещает революционизировать подходы к вычислениям. Эти технологии могут существенно изменить не только скорость обработки данных, но и расширить возможности современных электроники и вычислительных систем.