[发明专利]相干光子计算架构

权利要求书

1.一种包括光子电路的系统，所述光子电路包括：

光学分路器，所述光学分路器被配置为将载波光分成多个光学载波信号；

多个输入单元，所述多个输入单元包括第一光学幅度调制器，所述第一光学幅度调制器被配置为将多个计算输入赋予到所述多个光学载波信号上，从而产生第一调制光学信号；

加权单元的多个集合，每个集合中的所述加权单元在其输入端处耦合到所述多个输入单元的输出端并且包括多个第二光学幅度调制器，所述多个第二光学幅度调制器被配置为将多个计算权重赋予到从所述输入单元接收的所述第一调制光学信号上，从而产生与所述集合相关联的第二调制光学信号；以及

多个光学组合器，每个光学组合器与加权单元的所述集合中的一个相关联并且被配置为将与所述集合相关联的所述第二调制光学信号相干地组合成光学输出信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个集合的所述加权单元以包括多个行和多个列的阵列方式进行布置，加权单元的每个列对应于加权单元的所述集合中的一个集合，并且加权单元的每个行与所述输入单元中的一个输入单元相关联并且耦合到所述一个输入单元。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述光子电路还包括多个光学输入波导，每个光学输入波导与所述输入单元中的一个输入单元相关联并且被配置为沿着加权单元的相关联行引导在所述输入单元中产生的所述第一调制光学信号，其中沿着所述光学输入波导中的每一个放置在相关联加权单元的输入端处的光学抽头将所述第一调制光学信号从所述光学输入波导顺序地耦合到所述相关联加权单元中。

4.根据权利要求3所述的系统，其中沿着所述光学输入波导中的每一个的所述光学抽头被配置为将在所述光学输入波导中引导的光学功率的在所述第一调制光学信号的传播方向上增加的部分耦合到所述相关联加权单元，使得耦合到所述加权单元中的所述第一调制光学信号沿着所述光学输入波导在功率上基本相等。

5.根据权利要求2所述的系统，其中所述光学组合器中的每一个包括光学输出波导和多个光学耦合器，所述多个光学耦合器沿着所述光学输出波导放置并且被配置为将来自所述相关联加权单元的集合的所述第二调制光学信号顺序地耦合到所述光学输出波导中。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学分路器和所述光学组合器被共同配置为引起与加权单元的每个集合相关联的所述第二调制光学信号以相等比例被组合成对应的光学输出信号。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述光学分路器包括将所述载波光顺序地耦合到所述多个输入单元的输入端的分叉光学分路器的级联。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述光子电路还包括多个光学延迟线，所述多个光学延迟线将光学延迟赋予在所述第二调制光学信号上，以平衡所述输入单元与所述光学组合器中的每一个的光学输出端之间的光学路径长度。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光学幅度调制器或所述第二光学幅度调制器中的至少一个包括电吸收调制器或多量子限制斯塔克效应(QCSE)电吸收调制器。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二光学幅度调制器包括光学相变单元。

11.根据权利要求1所述的系统，其中每个集合中的所述加权单元还包括与所述多个第二幅度调制器相关联的多个移相器，所述多个移相器可配置为将所述计算权重的符号赋予到所述第一调制光学信号上。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述移相器包括热移相器、电光移相器或基于相变材料的移相器中的至少一个。

13.根据权利要求1所述的系统，其中所述光子电路还包括多个光电检测器，所述多个光电检测器被放置在所述多个光学组合器的光学输出端处以测量所述光学输出信号。