近日，清华年夜学深圳国际研究生院副教授耿子涵团队结合鹏城试验室等单元，提出了一种基在级联微环谐振器的光电神经收集架构。相干研究结果以封面文章的情势发表在《激光与光子学评论》。
该研究经由历程器件结构立异与体系级的优化设计，实现了高消光比与窄带宽，显著晋升了体系的光谱密度与盘算密度，乐成攻克了因光强非负性而难以实现负权重表达的难题。于手写数字辨认与细胞边缘提取、分类等使命中均揭示出优秀性能，为高密度光电盘算芯片的研究与生长奠基基础。
随着人工智能算法繁杂度的连续晋升，传统电子盘算架构于算力密度与能效上面对瓶颈，愈来愈难以满意年夜数据时代智能算法对于算力的需求。光电神经收集因其低延迟、低功耗、年夜带宽及高并行性等上风遭到关注，成为解决算力问题的主要标的目的。
然而，现有的基在微环谐振器的光电神经收集性能受限在单环结构的低消光比、年夜通道串扰和有限的权重可调规模等问题，且传统架构依靠均衡探测器来实现正负加权操作，增长了体系的成本与繁杂度。
针对于上述难题，研究团队提出了一种基在级联微环谐振器的光电神经收集架构。该体系经由历程器件结构立异，实现了55分贝的高消光比、0.17纳米的窄带宽，使患上光谱密度晋升6倍，盘算密度达2.48万亿次运算每一平方毫米。同时，联合所设计的旌旗灯号调制与探测电路，仅利用单个探测器就能实现正负加权操作，降低了成本与体系繁杂度，推动光电盘算向高密度、高精度标的目的生长。
研究团队提出的基在单个光电探测器的正负加权架构，可以或许简化光电盘算体系，规避了传统均衡探测对于器件一致性的严苛要求，可以或许降低硬件成本与面积，助力年夜规模光电集成盘算体系落地。
此外，研究职员设计的级联微环谐振器，兼具线性加权与非线性激活功效，作为线性加权单元时，其动态权重调治规模更广、抗噪声鲁棒性更强，盘算密度更高，优在多数现有基在微环的光电神经收集方案。同时，其透射曲线的非线性映照特征也可用作非线性激活函数，相比单环架构，透射曲线斜率更陡、导数更年夜，用在手写数字数据集练习时，收敛更快，辨认正确率达95.23%。
相干论文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202570064
期刊封面图。研究团队供图 版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请于正文上方注明来历及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信民众号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stime快盈VIII官网-s.cn。-快盈VIII官网-
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