Некоторые PDE можно решить аналитически, но для большинства требуются численные методы, которые могут быть затратными по времени и ресурсам. Чтобы преодолеть эти сложности, учёные исследуют альтернативные вычислительные подходы, включая фотонные вычисления.

Фотонные вычисления — это высокоскоростные расчёты, основанные на взаимодействии света и материи.

Учёные из Университета Ньюкасла предложили новый подход, использующий электромагнитные волны для решения волнового уравнения Гельмгольца. Они разработали сеть взаимосвязанных волноводов с диэлектрическими вставками, которая работает как электрическая цепь.

Метатронная сеть работает как сетка Т-образных цепей. Исследователи показали, что можно контролировать параметры PDE, регулируя размеры и проницаемость диэлектрических вставок. Это позволяет сети решать различные задачи, например, рассеивать электромагнитные волны и фокусировать свет.

По словам доктора Виктора Пачеко-Пенья, эти устройства могут ускорить вычисления. Они помогут быстро получать приближённые решения различных дифференциальных уравнений. Исследование представляет собой значительный шаг вперёд в области аналоговых вычислений.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Photonics Nexus.