Un ritorno dei computer analogici?

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materialiI metamateriali sono materiali creati artificialmente con peculiari proprietà elettromagnetiche, e le cui caratteristiche macroscopiche non dipendono solo dalla struttura molecolare ma anche dalla geometria realizzativa. Secondo una ricerca condotta da Università della Pennsylvania, Università del Texas e, in Italia, da Università del Sannio, con finanziamenti dall’US Office of Naval Research, i metamateriali potrebbero essere progettati in modo da eseguire un “calcolo fotonico” sui segnali luminosi che li attraversano, ponendo così le basi teoriche per dei computer analogici del futuro. Finora il settore di ricerca sui metamateriali ha concepito e sviluppato strutture con capacità senza precedenti, come lenti piatte, mantelli d’invisibilità e dispositivi ottici metatronici, in grado di manipolare la luce in maniera simile a come i circuiti elettronici manipolano il flusso di elettroni, e oggi questa tecnologia potrebbe favorire la rinascita del calcolo analogico. Il metamateriale teorico progettato dai ricercatori è in grado di eseguire delle specifiche operazioni matematiche come, per esempio, calcolare la derivata prima o seconda: un’onda luminosa all’ingresso di questo materiale genererebbe all’uscita la derivata del profilo dell’onda stessa. Inoltre sarebbe possibile progettare metamateriali in grado di eseguire altri tipi di operazioni matematiche, quali integrazione e convoluzione. La teoria sviluppata dai ricercatori risale ai primordi del calcolo analogico: gli antenati dei computer moderni erano dei calcolatori meccanici che utilizzavano elementi come regoli, cremagliere e macchine a tamburo per rappresentare, memorizzare e manipolare le informazioni numeriche. Poi sono arrivati i computer elettronici analogici che hanno sostituito ingranaggi e tamburi con resistenze, condensatori, induttori e amplificatori, fino agli attuali computer digitali. Sebbene ai computer analogici non servisse conversione, quantizzazione e digitalizzazione dell’informazione da elaborare, le loro architetture meccaniche ed elettroniche non potevano certo competere con i computer digitali. Ma la sostituzione degli ingranaggi meccanici e dei circuiti elettrici con materiali ottici operanti su segnali luminosi potrebbe portare nuovamente in auge i computer analogici, per di più su scala micro e nano.

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