Faire des calculs avec des ondes Wi-Fi rebondissantes

Notamment en vue des besoins de calcul pour l’intelligence artificielle, il devient de plus en plus difficile de continuer à améliorer les processeurs électroniques en termes de vitesse et de consommation d’énergie : des limites thermiques fondamentales empêchent les ingénieurs d’introduire encore plus de transistors dans ces unités. Un paradigme alternatif est d’effectuer des calculs analogiques avec des ondes qui interagissent avec des matériaux soigneusement structurés – or, atteindre les précisions de fabrication nécessaires est à ce jour impossible.

Dans un article récemment accepté pour publication dans la revue Physical Review X, Philipp del Hougne de l’Institut Langevin (CNRS & ESPCI Paris) et son co-auteur Geoffroy Lerosey de Greenerwave (une start-up financée par le CNRS et incubée à l’ESPCI Paris) proposent maintenant une solution contre-intuitive. Au lieu de concevoir et fabriquer des matériaux structurés soigneusement, ils introduisent une approche qui se sert simplement d’un milieu aléatoire qui brouille les ondes, et utilise des metasurfaces reconfigurables pour façonner les ondes. Les auteurs démontrent la facilité d’implémentation de leur proposition avec une expérience qui reproduit des ondes Wi-Fi rebondissant dans une pièce. La géométrie irrégulière de cette dernière brouille complètement le champ d’ondes. En plaçant des metasurfaces reconfigurables dans la pièce, les chercheurs peuvent ajuster la façon dont les ondes sont réfléchies par les murs. Ainsi, ils effectuent les opérations de calcul souhaitées – simplement en laissant des ondes de Wi-Fi rebondir d’une manière apparemment arbitraire mais maîtrisée.

Les chercheurs pensent étendre ce travail à des schémas de calcul plus complexes basés sur les ondes, notamment à des implémentations à grande vitesse et á faible consommation d’énergie, par exemple pour application dans les réseaux de neurones artificiels. Philipp del Hougne a obtenu le student prize au Metamaterials Congress 2018 à l’Université d’Aalto à Espoo (Finlande) pour ce travail, qui vient d’être accepté pour publication dans Physical Review X.

Contact : Philipp del Hougne (philipp.delhougne (arobase) espci.fr)

Référence : del Hougne, P. and Lerosey, G. (2018). Leveraging Chaos for Wave-Based Analog Computation : Demonstration with Indoor Wireless Communication Signals. Physical Review X, in press.

Lien : https://journals.aps.org/prx/accepted/dc07aKdcFa91ea06d2949139dac733fa62ce1c02c

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