Stage M2 : Informatique analogique avec des métamatériaux acoustiques

A l’ère du Big Data et de l’Internet des Objets (IoT), un très large volume de données est généré quotidiennement. Ces données récoltées nécessitent des traitements sophistiqués réalisés par des calculateurs spécifiques à différents niveaux (ex. cloud, fog, edge ou au niveau capteur), qui sont majoritairement basés sur des architectures digitales dites de Von Neumann. Ces architectures traditionnelles montrent leurs limites dans les applications nécessitant un ratio de performances par watt consommé de plus en plus élevé. Dans un souci de réduction de la consommation énergétique, des architectures alternatives sont étudiées avec notamment les solutions basées sur la propagation d’ondes physiques en profitant des possibilités offertes par les métamatériaux et où les différents calculs s’effectuent de manière entièrement analogique.
Parmi les nouveaux paradigmes de calcul basés sur des approches non-conventionnelles, nous nous intéresserons au cours de ce stage en particulier au calcul « chaotique » ou chaos computing. Ce principe de calcul repose sur l’utilisation d’un système physique fortement non-linéaire exhibant un comportement chaotique afin de réaliser des opérations logiques Booléennes de base (ex. AND, XOR,…). Les comportements chaotiques sont des évolutions temporelles apériodiques imprédictibles et présentant une sensibilité importante aux conditions initiales (aussi connue sous le nom d’Effet Papillon). Les dynamiques chaotiques existent dans de nombreux systèmes naturels et technologiques et ont déjà été exploitées dans des applications telles que la génération de nombres aléatoires ou la cryptographie physique.
Dans le cadre de ce stage, nous nous proposons de modéliser et analyser un dispositif physique chaotique expérimental actuellement étudié au sein de l’Institut Jean-Lamour (IJL) pour implémenter ces opérations logiques et analyser la performance de ce système comme brique de base d’un calculateur analogique.

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