光子学中的诱导同态基尔霍夫定律
光学
2020-06-16 v4 应用物理
摘要
在求解、建模或推理复杂问题时，通常便于利用平行物理系统的知识来表征该问题。集总电路抽象即为一例，它可用于表示机械与声学系统、热与热扩散问题以及一般的偏微分方程。集成光子平台有望通过将其信号特有的、依赖波性质的操作映射到硬件，天然地执行信号处理与模拟计算，而不像电子学那样依赖逻辑门与数字状态。然而，光子平台的分布特性导致缺少等价于基尔霍夫定律的近似，而基尔霍夫定律是用电路表示物理系统的主要原理。此处我们指出，在缺乏直接平行性的情况下可诱导出同态。我们引入了一种能够模拟光子学中基尔霍夫定律、并用作有限差分网格节点以利用通信波长单色光求解偏微分方程的光子平台。我们实验演示了针对任意边界条件，一次性生成 Laplace 偏微分方程的离散解，相对于商用求解器精度高于 95%。我们的光子引擎可为下一代混合高性能计算提供实现芯片级、快速（数十 ps）且可集成可重编程加速器的途径。
引用
@article{arxiv.1911.00975,
title = {Induced Homomorphism Kirchhoffs Law in Photonics},
author = {Shuai Sun and Mario Miscuglio and Xiaoxuan Ma and Zhizhen Ma and Chen Shen and Engin Kayraklioglu and Jeffery Anderson and Tarek El Ghazawi and Volker J Sorger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.00975},
year = {2020}
}