Les métamatériaux manipulent les ondes électromagnétiques pour effectuer des opérations mathématiques simples directement sur ces ondes.
Les métamatériaux sont des matériaux artificiels dotés d'un indice de réfraction négatif, par exemple pour les ondes électromagnétiques comme la lumière. Cet indice peut varier en modifiant les propriétés électriques du matériau.
Ils ouvrent la voie à des applications fascinantes, telles qu'une cape d'invisibilité qui dévie les rayons lumineux autour d'un objet, ou encore un nouveau type d'ordinateur photonique, successeur moderne des anciens calculateurs analogiques à rouages et interrupteurs.
Des physiciens américains ont développé un prototype de "calcul photonique" à base de métamatériaux : un cube diélectrique percé de milliers de trous. Une onde incidente, ici des micro-ondes (dont la longueur d'onde est plus longue que celle de la lumière visible), est transformée par le matériau qui encode la solution d'une opération mathématique, comme une dérivée ou une intégrale.
L'atout majeur du calcul photonique réside dans l'utilisation de la lumière plutôt que de l'électricité, éliminant les pertes énergétiques. Ainsi, un processeur métamatériaux surpasserait en vitesse et en efficacité les puces traditionnelles.
