_ Analiza cantitativă precisă a pierderii de informații din digital metasuprafețele cauzate de cuplarea reciprocă

Cercetarea dr. Ruiwen Shao și prof. Junwei Wu (Institutul de Spațiu Electromagnetic, Universitatea de Sud-Est, Nanjing, China) ne învață despre modul în care metasuprafețele digitale pierd informații.

Descompunerea valorii singulare (SVD) a fost efectuată pe undele împrăștiate ale metasuprafețelor digitale de Ruiwen Shao. El a observat că numărul de valori singulare diferite de zero nu este egal cu numărul de meta-atomi, ci îl aproximează. „Acesta este un rezultat foarte neobișnuit, care este contrar metodei anterioare de modelare a metasuprafețelor”, spune Shao.

Ruiwen Shao și Junwei Wu, împreună cu directorul de laborator Tiejun Cui, au căutat să determine care este cauza redundantei. valoare singulară. Echipa consideră metasuprafața de codare digitală ca o rețea de microunde constând din două rețele, inclusiv structuri pasive și dispozitive reglabile. Compoziția separă cu succes impactul stărilor de codificare asupra undelor împrăștiate.

„Expresia obținută prin formula în cascadă a rețelei de microunde conține încă termenul de inversare a matricei, așa că ne întrebăm în mod natural dacă extinderea seriei de putere va avea un efect asupra simplificarea”, spune Wu.

Echipa a descoperit că, după o serie de derivări și aproximări, undele împrăștiate ale metasuprafeței de codare digitală pot fi exprimate ca un polinom de ordinul doi al stărilor de codare, inclusiv constanta. termen, termeni de ordinul întâi și termeni de ordinul doi ai codurilor adiacente.

„Introducerea termenului de ordinul zero și a termenilor de ordinul doi dublează rangul ecuației, care este în concordanță cu număr de valori singulare diferite de zero. Acești termeni pot fi considerați a fi cauzați de cuplarea reciprocă a meta-atomilor adiacenți", spune Shao.

Cercetătorii au extras aceste modele curente prin simulări cu undă completă. Pe baza modelelor, ei prezic cu precizie undele EM împrăștiate ale metasuprafeței în orice stare de codare.

„O expresie semi-analitică de înaltă precizie oferă un instrument puternic pentru a studia caracteristicile statistice ale metasuprafețelor teoretic. . Cu ajutorul modelului macroscopic, cuplarea reciprocă a elementelor este transformată în covarianță curentă."

"De aceea, am constatat în sfârșit că distribuția de probabilitate a curentului pe metasuprafață este un set de distribuții normale dependente. Comparăm entropia diferențială a curenților distribuiti dependenți cu cea a celor independenți și identici, iar diferența dintre ei indică pierderea de informații prin conversia semnalelor digitale în unde electromagnetice", spune Wu.

Cum să evaluăm capacitatea metasuprafeței de a transmite informații este o problemă urgentă care trebuie rezolvată în aplicarea sistemelor de comunicații metasuprafeței. În acest studiu, cercetătorii au oferit o metodă nouă de cuantificare a pierderii de informații cauzate de cuplarea reciprocă. În concordanță cu cunoașterea comună, pierderea de informații crește pe măsură ce perioada elementului scade.

Lucrul este publicat în revista National Science Review.

(Fluierul)