基于VCSEL的全光学可扩展和可编程的Ising炉,具有并行反
Optics express
|June 14, 2025
概括
本研究介绍了一台使用VCSEL和SLM的全光学Ising机来解决复杂的优化问题. 模拟显示了解决16位MAXCUT问题的潜力,证明了朝着更快的计算迈出的关键一步.
科学领域:
- 光子学和光学计算技术
- 计算科学 计算科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 定位机为组合优化提供了一种新的方法.
- 现有的电气瓶限制了当前计算方法的可扩展性.
- 全光计算有望显著提高速度和效率.
研究的目的:
- 提出并演示一个全光学并行反系统,用于一个Ising机器.
- 用光子学来克服计算中的电气瓶.
- 分析系统在解决组合优化问题的能力.
主要方法:
- 使用垂直腔表面发射激光器 (VCSEL) 的相互注射锁定.
- 使用可编程空间光调制器 (SLM) 进行光学控制.
- 模拟一个16位方格格子MAXCUT优化问题.
- 在VCSEL中实验证明光学注射锁定和偏振切换.
主要成果:
- 使用拟议的光学Ising机器,成功模拟了一个16位MAXCUT问题.
- 主和奴隶VCSEL之间的光学注射锁定的实验性概念验证.
- 在最小的主VCSEL注入功率 (<1%) 实现偏振切换.
结论:
- 拟议的全光学系统有效地解决了计算瓶.
- 该技术证明了解决复杂的优化任务的可行性.
- 未来与纳米光子设备的集成,如SLMs和VCSELs,将提高可扩展性和可编程性.


