Шаг на пути к оптическим компьютерам

13TH INTERNATIONAL RESEARCH SCHOOL

Физика, фотоника, численное моделирование

Оглядимся вокруг. В начале 80-х годов прошлого века основным каналом передачи информации были коаксиальные кабели. Передавая электрический сигнал, они работали также, как и наши современные провода. Однако скорость таких систем передачи была мала, поэтому к началу 90-х между континентами заработали оптоволоконные кабели, позволившие невероятно ускорить передачу информации. Сегодня оптоволокно уже есть у вас дома (FTTB). Все это говорит о растущих потребностях людей в максимально быстром обмене информацией и её обработке. Современные компьютеры наращивают мощность, но они уже близко к своему физическому пределу. Человечеству срочно нужно искать выход, который позволит увеличить скорость компьютеров на порядки. Хочешь помочь?

Результаты обработки изображений: верхняя строка - подаваемые изображения, нижняя строка - результат.

На данный момент в мире идет активная разработка метаповерхностей- оптических устройств размером не больше толщины человеческого волоса, состоящих их маленьких наночастиц-резонаторов. Пропуская свет через такие метаповерхности, можно управлять им как угодно. Эти устройства являются потенциальными микрочипами для обработки оптической информации: распознавания образов и анализа изображений. Теоретически их применение сможет ускорить расчеты в этой области на несколько порядков. Кроме того метаповерхности обладают важными преимуществами: они легкие, небольшие по размеру и могут быть нанесены на матрицу камеры.

Образцы метаповерхностей

В этом проекте группа единомышленников попробует сконструировать на компьютере свою собственную метаповерхность, которая будет выполнять поиск границ изображений, и проверит её возможности. Кроме того участники нашей проектной смогут приобрести базовые знания о том, как распространяется свет в материале, что такое Ми-резонансы и почему небо голубое! Нам нужны те, кто не боится трудностей, готов ко всему и умеет программировать на Python:)

Технические требования:
Минимальные: Компьютер или ноутбук с интернет соединением и возможностью запускать без зависаний следующие программы:

Jupyter Lab - https://jupyter.org/install

Anydesk - https://anydesk.com/en

Оптимальные: Компьютер или ноутбук с интернет соединение и 12 ГБ оперативной памяти, Intel Core i7-6500U CPU @ 2.50GHz × 4

Тьютор

Вячеслав Юшков

Москва, Россия

Вячеслав - магистр первого года МГУ им. М. В. Ломоносова. В области его научных интересов находится разработка оптических метаматериалов со сверхбыстрым переключением для аналоговой обработки изображений. Он любит физику и программирование, горные походы и игру на музыкальных инструментах. В этом году Вячеслав будет принимать участие в МИШ впервые.

Симона Этински

Нови-Сад, Сербия

Симона учится в аспирантуре Нови-Садского Университета (Сербия)по специальности «электрическая и компьютерная инженерия» . Обработка сигналов была ее основным направлением во время обучения на бакалавриате, магистратуре и остается в аспирантуре. Ее исследования сосредоточены в области обработки и анализа речи. Языки, как естественные, так и программные, всегда были ее большой страстью, и она провела более 10 лет в Исследовательском центре для старшеклассников «Петница», исследуя лингвистические темы, сначала в как ученик, а затем как наставник на семинаре по лингвистике.