[发明专利]一种光计算设备以及光信号处理方法

说明书

一种光计算设备以及光信号处理方法，用以提供一种由全光反馈网络构成的光伊辛机，提高光伊辛机的运算速度。本申请中，光计算设备包括自旋输入模块、全光反馈网络以及反馈导入模块。自旋输入模块根据接收第一组信号产生一组自旋信号，该组自旋信号包括N个自旋信号，全光反馈网络接收到该组自旋信号后，通过调制有第一数据的调制器件对该组自旋信号进行处理，生成一组反馈信号，该组反馈信号包括N个反馈信号，反馈导入模块将接收到的该组反馈信号传输至自旋输入模块。光全光反馈网络在进行信号处理时，不需借助光电转换，有效缩短信号处理时间，有效提高光计算设备的运算效率。

技术领域

本申请涉及信息技术领域，尤其涉及一种光计算设备以及光信号处理方法。

背景技术

药物设计、交通物理规划、网络资源分配等许多领域中的非确定性多项式时间困难(non-deterministic polynomial hard，NP-hard)问题可以先转化为伊辛模型，借由光伊辛机对该伊辛模型进行模拟求解。

光伊辛机利用多个光信号构成格点网络的物理现象模拟求解伊辛模型。光伊辛机中包括自旋输入模块，反馈生成模块和反馈导入模块，自旋输入模块可以产生多个光信号，并将产生的多个光信号发送至反馈生成模块，反馈生成模块基于接收到光信号转换为反馈信号，通过反馈导入单元将反馈信号发送至自旋输入单元。

目前，常见的反馈生成模块需要借助光电转换，需要先将多个光信号转换为电信号，电信号经过现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)的作用，电信号上加载有反馈信息，之后，根据作用后的电信号对新的光信号的相位或强度调制，调制后的光信号即为反馈信号。

这种借助光电转换的反馈生成单元构成的光伊辛机，光信号的处理速度受限于光电转换，速度较慢，不能高速的生成反馈信号，使得整个光伊辛机的运行速度减慢。

发明内容

本申请提供一种光计算设备以及光信号处理方法，用以提供一种由全光反馈网络构成的光伊辛机，提高光伊辛机的运算速度。

第一方面，本申请提供了一种光计算设备，该光计算设备包括自旋输入模块、全光反馈网络以及反馈导入模块，该全光反馈网络连接自旋输入模块以及反馈导入模块，反馈导入模块连接该自旋输入模块。

光计算设备中光信号的处理过程如下：自旋输入模块可以根据第一组信号产生一组自旋信号(如第一组自旋信号)，该组自旋信号包括N个自旋信号，其中，N为不小于2的整数，每个自旋信号为光信号；自旋输入模块可以将该组自旋信号输入到全光反馈网络，全光反馈网络接收到该组自旋信号后，可以通过调制有第一数据的调制器件对该组自旋信号进行处理，生成一组反馈信号(如第一组反馈信号)，该组反馈信号包括N个反馈信号，生成的每个反馈信号也是光信号；全光反馈网络可以将生成的该组反馈信号发送给反馈导入模块，反馈导入模块可以将接收到的该组反馈信号传输至自旋输入模块。自旋输入模块接收到该组反馈信号可以循环上述过程，接收新的一组信号(如第二组信号)，产生另一组自旋信号(如第二组自旋信号)，另一组自旋信号包括N个自旋信号，发送给全光反馈网络，之后全光反馈网络再通过调制有第一数据的调制器件对另一组自旋信号进行处理，生成另一组反馈信号(如第二组反馈信号)，另一组反馈信号再由反馈导入模块传输至自旋输入模块。如此循环，其中，自旋输入模块每次产生的一组自旋信号能够指示光计算设备处理光信号过程中的一个中间计算结果。当自旋输入模块产生的一组自旋信号的相位达到预设值时，此时该组自旋信号可以指示光计算设备处理光信号过程的最终计算结果。

在本申请提供的光计算设备中，光计算设备中利用全光反馈网络产生N个反馈信号，全光反馈网络在进行信号处理时，并不需要借助光电转换，能够有效缩短信号处理的时间，进而，可以有效提高光计算设备的运算效率。