據英國《新科學家》雜誌網站近日報道，提起（qǐ）超材料，首先映入我們腦海中的就（jiù）是“哈利波特式的隱身鬥篷”，但科學家們可謂是世界上最能物盡其用的一群人。這不（bú），美國科學（xué）家最近就模擬出了（le）超材料計算器，有（yǒu）望被用來執行複雜的數學運算，從（cóng）而快速處理圖（tú）形圖像。相關研（yán）究發（fā）表在《科學》雜誌上。
      超材料是具有奇異光（guāng）學性能的人（rén）工複合材料，它能夠彎曲、散射、傳輸（shū）電（diàn）磁輻射，甚至讓電磁輻射以特定路徑傳播，而自然材料完全無法做到這些。從原理上來說（shuō），超材料通過讓光線在遇到物體時（shí）“繞道而走”原理，從而使物體不（bú）可見。最近幾年，隨著科學家們在超材料領域的研究不斷取得突破，各式各樣能對光進行操控的工具也層出不窮。
      賓夕法尼亞大學教授納（nà）德?恩（ēn）赫塔和同事並不滿足於用超材料來製造“隱形鬥篷”，他（tā）們決定（dìng）利用已經過時（shí）的模擬計算理念，為超材料找到（dào）其他新用途。
      目前的數字計算機建立在電子開關的開（kāi）和關的基礎上，但其“前（qián）輩”模擬計算機則基於不同的（de）電子或（huò）力學屬性來工作。對數計算尺就是一個例證，其是一個模擬計算機，在上世紀70年代（dài）前使用廣泛，之後被電子計算器取代，成（chéng）為過時技（jì）術。
      模擬計算機的精度囿於當（dāng）時（shí）所用材料的限製，例如，任何在（zài）計（jì）算（suàn）時需要移（yí）動的零（líng）件都受製於其能做（zuò）得多小。但超材（cái）料主要依靠光來（lái）工作，因（yīn）此沒有這種限製。恩赫塔團隊模（mó）擬了（le）一種擁有（yǒu）求導和積分（fèn）等計算功能的超材料（由矽和摻雜鋁的氧（yǎng）化鋅精確地逐層交（jiāo）替組成）以及其他基本的超材料工具。
      這種超材（cái）料計算機（jī）之所以能工作，是因為光波能在空間中畫出數學曲線。在計算中，求導描述的是曲線在不同點的斜率；而積分則表（biǎo）示的是這（zhè）些曲線所包圍的麵積，該（gāi）模擬計算機通過改變光波的輪廓（kuò）來執行這些數（shù）學計算。例如，如果朝（cháo）超材料照射一束光（描述y=x2這樣的拋物（wù）線）計算求導，另一邊（biān）出來的（de）光的輪廓描述的就是可用y=2x描述的一條直線。
      接下來，他們計劃製造（zào）出這種超材料，以進一步測試這一概念。如果其能工（gōng）作，那麽，從理論上而言，其能被整合進相機透鏡內以執（zhí）行包（bāo）括模式識別（bié）等在（zài）內的圖（tú）像處理任務。目前這種任務由一塊普通的計算芯片對像素進行逐個檢測來完成，但由超材料製成的模擬計算機則能即刻處理完整圖像。
      “最新實（shí）驗為超材料（liào）開辟了新的（de）研究方向。”英國帝國理工學院的約翰?彭德瑞表示，“除此之外，這種設備也能用來執行其他計算。”