关键词:光子集成电路、环形谐振器、Chip-in-the-Loop九融配资端
光子集成电路(PICs)凭借其在光信号处理和光子计算中的巨大潜力,正成为光通信、人工智能和量子技术等领域的核心技术。
然而,基于微环谐振器(MRRs)的大型PICs在编程上面临重大挑战:传统方法依赖复杂校准,计算复杂度随设备数量呈指数增长,且易受制造偏差、热串扰和温度漂移的影响。
香港中文大学电子工程系团队在《Optica》期刊发表突破性研究,提出了一种创新的ChIL(Chip-in-the-Loop)方法,彻底摒弃传统校准需求,为大规模PICs提供高效、精准的控制方案,助力光子技术的实用化。
ChIL核心:芯片驱动的智能优化
ChIL(Chip-in-the-Loop) 是一项颠覆性的无需复杂校准的高精度大规模微环控制方法。通过将光子芯片直接融入优化循环九融配资端,实现实时、高精度控制。
展开剩余64%其创新在于摒弃传统查找表(LUTs)或复杂热串扰矩阵(复杂度高达O(k^N)或O(N^2)),仅需一次性测量环境无关参数(如调谐效率,单位nm/mA²)。
ChIL利用类梯度下降算法,通过并行调整电流,最小化权重误差,直接在芯片上捕获制造偏差、热串扰和温度漂移等不完美因素。即使忽略设备变异和热串扰的梯度估算,ChIL仍能高效收敛,通常仅需约10次迭代即可达到目标权重。
这种方法简化编程流程,对环境波动展现卓越鲁棒性,为大规模光子电路的动态控制提供了理想解决方案。
超9位精度与97%分类准确率
研究团队在一块4×4硅基MRR权重库芯片上验证了ChIL的卓越性能。在100组目标权重测试中,ChIL实现超过9位的编程精度,远超传统LUTs方法,尤其在热串扰环境下表现突出。即使在±2°C温度漂移下,ChIL无需重新校准即可保持高精度。
在光子计算应用中,ChIL成功驱动光子特征向量求解器和光子神经网络(PNN)。在MNIST手写数字分类任务中,ChIL将分类精度从传统LUTs方法的20%提升至97%,与数字计算机性能一致,展现出媲美数字计算的数值精度。
光子计算的未来引擎
ChIL技术以其高精度、高效性和鲁棒性,为大规模光子集成电路编程带来革命性突破。相比传统方法,ChIL将校准复杂度从指数级降至常数级,减少对额外光学器件的需求,降低控制成本,同时适应动态环境变化。
这项技术不仅推动光子神经网络和光子计算的实用化九融配资端,还为光通信、光互连和量子技术等领域的PIC应用打开了新局面。ChIL的出现弥合了模拟光子计算与数字电子计算在精度上的差距,为下一代光子技术的发展注入强劲动力。
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