清华大学利用可重构超构材料操控电磁波，求解微积分方程

主要观点总结

清华大学电子工程系李越副教授团队与自动化系戴琼海院士、吴嘉敏副教授团队合作，提出了一种用于求解任意线性微积分方程的可重构超构材料处理器。该处理器基于逆向设计的超构材料结构操控电磁波传播，具有小尺寸、高集成度、可重构的优势。研究解决了传统微积分方程求解面临的挑战。研究成果在《自然·通讯》期刊发表。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景及目的

本研究针对微积分方程求解的传统方法面临的挑战，提出了一种基于可重构超构材料的新型求解架构。

关键观点2: 研究内容及方法

研究通过逆向设计的超构材料结构操控电磁波传播，实现了亚波长尺度的微积分方程求解。提出的超构材料处理器具有反馈回路、微积分内核和可重构元件等基本单元。

关键观点3: 研究成果与优势

本研究提出的可重构超构材料处理器具有小尺寸、高集成度、可重构的优势，为高速模拟计算的多功能扩展与高密度集成提供了可行方案。该处理器能够实时求解任意的线性微积分方程，具有集成度高、求解速度快的优势。

关键观点4: 研究团队与资助

研究团队包括清华大学电子工程系李越副教授、自动化系戴琼海院士和吴嘉敏副教授等。该研究得到了国家自然科学基金和其他项目的资助。

文章预览

清华大学电子工程系李越副教授团队与自动化系戴琼海院士、吴嘉敏副教授团队合作，提出了一种用于微积分方程求解的模拟计算架构，基于逆向设计的超构材料结构操控电磁波传播，最终在亚波长尺度求解微积分方程（图1）。本研究提出的超 构 材料处理器具有小尺寸、高集成度、可重构的优势，为高速模拟计算的多功能扩展与高密度集成提供了可行方案。 图1. 可重构超 构 材料处理器的基本架构。包含反馈回路、微积分内核、具有调幅调相功能的可重构元件等基本单元。 微积分方程的应用几乎涵盖了所有科学领域，例如天文学中的天体运动、生物学中的种群增长、以及电磁学中的麦克斯韦方程等。精确而快速地求解微积分方程可以帮助人们理解系统的变化规律，并预测其发展趋势。传统的微积分方程求解往往采用基于数字电路的数值分析方法 ………………………………