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相乘大于相加,英俄联合提出实现超高速光学计算机关键方案

CHEN

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在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上发表的一篇论文中,英国和俄罗斯的研究人员提出了一种新的计算类型,这种计算类型可以通过大幅减少所需的光信号数量,同时简化对最佳数学解决方案的搜索,从而实现超高速光学计算机,从而彻底改变模拟计算。

研究人员发现,光学系统可以通过将描述光波的波函数相乘而不是相加来组合光,并且可能代表光波之间不同类型的连接。

他们用一种叫偏振子的准粒子(半光半物)来说明这一现象,同时将这一想法扩展到更大的一类光学系统,如光纤中的光脉冲。由于极化激元的物质成分,在空间中可以产生微小的脉冲或相干的、超快速移动的极化激元团,并以非线性的方式相互重叠。

研究人员称,“关键因素是如何将脉冲相互耦合......如果耦合和光强正确,光会倍增,影响单个脉冲的相位,从而解决问题。这使得利用光来解决非线性问题成为可能。”

作者还提出并实现了一种方法,通过临时改变信号的耦合强度来引导系统轨迹向解决方案发展。

与现代电子计算机相比,光学计算在解决难题方面具有优势,但在此之前仍有许多挑战需要应对,如降噪、纠错、提高可扩展性等等。

研究人员表示,改进上述计算方法以直接解决不同类型的问题,可以让光学计算机更有可能解决那些当前计算机无法解决的问题。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.050504


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