Forskning av Dr. Ruiwen Shao och Prof. Junwei Wu (Institute of Electromagnetic Space, Southeast University, Nanjing, Kina) lär oss om hur digitala metasytor förlorar information.
Singular value decomposition (SVD) utfördes på de spridda vågorna av digitala metasytor av Ruiwen Shao. Han märkte att antalet singularvärden som inte är noll inte är lika med antalet metaatomer utan approximerar det. "Detta är ett mycket ovanligt resultat, som strider mot den tidigare modelleringsmetoden för metasytor", säger Shao.
Ruiwen Shao och Junwei Wu, tillsammans med labbchef Tiejun Cui, försökte fastställa vad som orsakar det överflödiga singularvärdet. Teamet betraktar den digitala kodningsmetaytan som ett mikrovågsnätverk som består av två nätverk, inklusive passiva strukturer och avstämbara enheter. Kompositionen separerar framgångsrikt inverkan av kodningstillstånden på de spridda vågorna.
"Uttrycket som erhålls av kaskadformeln för mikrovågsnätverk innehåller fortfarande matrisinversionsterm, så vi undrar naturligtvis om kraftserieexpansion kommer att ha en effekt på förenklingen", säger Wu.
Teamet fann att efter en serie härledningar och approximationer kan de spridda vågorna i den digitala kodningsmetaytan uttryckas som ett andra ordningens polynom av kodningstillstånden, inklusive konstant term, första ordningens termer och andra ordningens termer av angränsande koder.
"Införandet av nollordningens term och andra ordningens termer fördubblar ekvationens rangordning, vilket är förenligt med antalet singularvärden som inte är noll. Dessa termer kan anses vara orsakade av den ömsesidiga kopplingen av intilliggande meta -atomer", säger Shao.
Forskarna extraherade dessa nuvarande mönster genom helvågssimuleringar. Baserat på mönstren förutsäger de noggrant de spridda EM-vågorna på metaytan i vilket kodningsläge som helst.
"Ett semi-analytiskt uttryck med hög precision ger oss ett kraftfullt verktyg för att teoretiskt studera metasytors statistiska egenskaper. Med hjälp av den makroskopiska modellen omvandlas den ömsesidiga kopplingen av element till aktuell kovarians."
"Därför fann vi slutligen att sannolikhetsfördelningen av ström på metaytan är en uppsättning beroende normalfördelningar. Vi jämför differentialentropin för beroende distribuerade strömmar med den för oberoende och identiskt, och skillnaden mellan dem indikerar informationsförlusten av omvandla digitala signaler till elektromagnetiska vågor", säger Wu.
Hur man utvärderar metaytans förmåga att överföra information är ett akut problem som ska lösas vid tillämpningen av metasytor kommunikationssystem. I denna studie gav forskarna en ny metod för att kvantifiera informationsförlust orsakad av ömsesidig koppling. I enlighet med den vanliga kognitionen ökar informationsförlusten när elementperioden minskar.
Artikeln är publicerad i tidskriften National Science Review .
Mer information: Rui Wen Shao et al, Makroskopisk modell och statistisk modell för att karakterisera elektromagnetisk information för en digital kodande metasyta, National Science Review (2023). DOI:10.1093/nsr/nwad299
Tillhandahålls av Science China Press
