迈向可编程光子学的信息论极限
光学
2024-08-20 v1 新兴技术
摘要
许多可编程光子电路的可扩展性受到其组成相移器所需的 2π 调谐范围的限制。为解决此问题，我们引入了相位高效电路架构的概念，其中平均相移远小于 2π。我们推导了通用多端口干涉仪的相移效率的普适信息论极限，并提出了一种“3-MZI”架构，该架构逼近此极限，其平均相移比现有技术减少了约 10 倍，且平均相移随系统规模按 O(1/√N) 的比例缩放。对于非酉电路，我们证明了 3-MZI 架构达到了目标矩阵的饱和理论界限。利用此架构，我们展示了在全相位约束在约 0.2 弧度以内的情况下，光神经网络的训练精度不受影响。
引用
@article{arxiv.2408.09673,
title = {Towards the Information-Theoretic Limit of Programmable Photonics},
author = {Ryan Hamerly and Jasvith Raj Basani and Alexander Sludds and Sri Krishna Vadlamani and Dirk Englund},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09673},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 8 figures, 4 tables