基于 WDM 硅光子协同十字阵列的 1 TOPS 芯片级超维度光子张量核心
光学
2026-05-14 v1
摘要
我们演示了一个实现 0.96 TOPS 芯片级超维度光子张量核心，利用时空波长复用技术的硅光子十字阵列（Crossbar）。该新型架构通过在时间域中展开乘法和累加运算来序列化大型矩阵-向量或张量-向量乘积，同时在不同的空间和波长通道上分布计算负载。我们实验性地演示了 4 通道 2 输入 TSWDM 十字阵列的运行，集成了 56 GHz 电吸收调制器（EAMs）和 4 通道集成复用阶段。其作为 4x2x1 张量-向量乘法单元的成功运行显示，平均误差为 3.9%。作为光子 AI 加速器的性能也在鸢尾花数据集的分类任务中得到评估，在数据速率为 4x10 到 4x30 GBd 时实现了 93.3% 的实验准确率，当数据速率提升至 4x60 GBd 时达到 83.3%。最后，我们讨论了 TSWDM 十字阵列的可扩展性潜力，表明在 SDM 架构中引入 WDM 方案可降低运行激光功耗，实际上提升了构建计算吞吐量达到 POPS 级别的光子加速器的潜力。
引用
@article{arxiv.2605.13224,
title = {On-chip 1 TOPS Hyperdimensional Photonic Tensor Core using a WDM Silicon Photonic Coherent Crossbar},
author = {S. Kovaios and I. Roumpos and A. Tsakyridis and M. Moralis-Pegios and D. Lazovsky and K. Vyrsokinos and N. Pleros},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13224},
year = {2026}
}