VẬT LÝ · LỚP 11 · Khám phá và đời sống

Chip quang có thể nhân nhiều tín hiệu bằng giao thoa ánh sáng thế nào?

Một mạng đường dẫn sáng trên chip có thể thực hiện một phần tính toán bằng chính cách các trường cộng với nhau. Trong bộ xử lý quang kết hợp, thông tin được mã hóa vào các kênh quang có quan hệ pha được kiểm soát.

Các bộ ghép và bộ dịch pha trộn những kênh theo tỉ lệ điều chỉnh được. Khi ghép thành mạng giao thoa, trường ở mỗi đầu ra là tổ hợp có trọng số của các trường vào. Với cấu hình phù hợp, phép biến đổi ấy thực hiện một khâu nhân ma trận–vectơ, thay vì tính riêng từng phép bằng phần mềm.

Hướng nghiên cứu này khai thác nhiều kênh truyền đồng thời và sự chồng chất rất nhanh trong mạch quang. Tuy nhiên chỉ đo cường độ sau mạng không tự đọc được mọi dấu và pha của kết quả; cách mã hóa, phát hiện và kết hợp phần điện phải được thiết kế tương ứng.

Mạng giao thoa không tự là một máy tính làm được mọi tác vụ, cũng không vận hành toàn hệ với năng lượng bằng không. Laser, đặt pha, đổi dữ liệu vào–ra, hao phí và nhiễu đều quan trọng. Đây là quang tử tính toán mở rộng, liên hệ lớp 11 qua pha và chồng chất sóng.

*Mạng bốn kênh với các vùng ghép và dịch pha minh họa một khâu biến đổi tuyến tính quang. Các thanh dọc là vùng ghép quang chức năng, không là dây điện nối tắt; hình không mã hóa một ma trận số cụ thể.*

Kiến thức liên hệ: Sóng, pha và truyền tín hiệu; quang tử học, dẫn sóng và âm–quang là mở rộng.

Học tiếp: Pha của hai điểm trên phương truyền sóng.

Tư liệu đối chiếu

- https://www.nature.com/articles/nphoton.2017.93
- https://www.rle.mit.edu/deep-learning-with-coherent-nanophotonic-circuits/