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Physics-Aware Reconfigurable Optical Logic Computing Scheme Through Light Feature Co-Encoding
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AI
DOI：10.1002/adfm.75209.png)
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摘要
En 中文
光学计算为超高速、高吞吐量和节能的信息处理提供了一种变革性的方法。然而，大多数现有范式——无论是片上还是自由空间——都面临一个关键权衡：通过精确的器件结构设计追求硬件可重构性和可扩展性，本质上会牺牲使光成为计算独特媒介的固有特性。在此，我们提出了一种基于物理感知的光学逻辑计算方案，利用了二维MoS2的本征非线性。通过实施一种结合泵浦光、探测光和控制光特征的协同编码策略，我们的系统在保持光子计算固有优势的同时实现了可重构逻辑运算。MoS2薄片作为多功能通道，其中光脉冲功率和延迟被协同编码为输入逻辑位。这些输入激活了一种基于协同激发态吸收的计算机制，产生可测量的相对透射率变化，这些变化构成了运算结果。协同编码原理赋予了卓越的可重构性，能够实现七种基本逻辑运算和信号解复用器。作为实际演示，我们展示了具有每步5 ps运算速度和1.5 pJ运算能耗的全光信号加密与解密。这种基于物理感知的光学方法为兼顾可重构性与效率的多功能光学计算硬件提供了一条可行的途径。
Keyword:
Optical computing
Reconfigurable logic
2D MoS2
Nonlinear optics
All-optical signal processing
期刊
IF:
19
论文数:
3.5W
被引数:
32.1W
机构
引用论文
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