[发明专利]面向光子伊辛机的正交空间相位调制方法

说明书

一种面向光子伊辛机的正交空间相位调制方法，根据伊辛模型的相互作用值和规模，设置入射光的强度调制值并选择空间光调制器的调制区域大小，在空间光调制器上同时构造两个相同的伊辛模型，以向空间相位调制器上载入不同相位图的方式改变第一个伊辛模型所在的调制相位后，再在第一伊辛模型所在区域的调制相位基础上叠加值为的关系矩阵，作为第二伊辛模型的调制相位；随后利用CCD观察调制相位变化前后强度图上中心区域强度值变化情况，不断迭代，直至强度图上中心区域强度值不再变化，进而由空间光调制器上相位的分布得到伊辛模型的基态。

技术领域

本发明涉及的是一种光计算领域的技术，具体是一种面向光子伊辛机(Ising)的正交空间相位调制方法。

背景技术

光子伊辛机(Photonic Ising Machine)是模仿物理模型中的伊辛模型的动态演变过程而设计出的一种光计算架构。目前现有的光子伊辛机主要有集成光子伊辛机、相干光子伊辛机和空间光子伊辛机等等，但因为受规模和相互作用值的配置等问题而很难应用到大规模实际问题中。空间光子伊辛机利用空间像素表征自旋，自旋之间的相互作用对应到两个像素处光强度的乘积。空间光子易辛机的优势是实现超大规模的伊辛问题，但是其中相互作用值的配置却很难。因为光强度的非负性，空间光子伊辛机无法配置出负相互作用，而且在获得某两个自旋之间相互作用值为0时，当设置其中一个像素处的光强为0，那么该自旋与其它自旋之间的相互作用值都被强制为0。除此之外，目前所有光子伊辛为了简化寻优过程，会选择将伊辛模型内外部磁场置0，但这会导致很多伊辛模型与实际问题的映射无法使用。

发明内容

本发明针对现有空间光子伊辛机自旋相互作用值无法任意配置及其它光子伊辛机只能寻找外部磁场为0的伊辛模型基态的问题以及大规模组合优化问题，比如交通拥堵，物流配送优化问题等，提出一种面向光子伊辛机的正交空间相位调制方法，利用关系矩阵将两个同规模的伊辛模型的效果等效为一个同规模的伊辛模型，使自旋之间相互作用矩阵的配置可以从两个维度进行，在上述的基础上继续构造第三个状态固定的伊辛模型，产生了外部磁场分量，丰富了现有光子伊辛机可以解决的问题种类。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种面向光子伊辛机的正交空间相位调制方法，根据伊辛模型的相互作用值和规模，设置入射光的强度调制值并选择空间光调制器的调制区域大小，在空间光调制器上同时构造两个相同的伊辛模型，以向空间相位调制器上载入不同相位图的方式改变第一个伊辛模型所在的调制相位后，再在第一伊辛模型所在区域的调制相位基础上叠加值为的关系矩阵，作为第二伊辛模型的调制相位；随后利用CCD观察调制相位变化前后强度图上中心区域强度值变化情况，不断迭代，直至强度图上中心区域强度值不再变化，进而由空间光调制器上相位的分布得到伊辛模型的基态。

所述的迭代，具体过程为：

1)改变第一和第二伊辛模型所在的调制相位；

2)利用CCD观察调制相位改变前后强度图中心区域强度值的变化；

3)当强度值变大，就保持改变后的相位；当强度值变小，就重新载入变化前的相位；

4)重复过程1)～3)，直到强度值不再变化。

所述的空间相位调制器相位的分布，通过激光器发出的强度调制光依次经过扩束镜、矩形光阑和分束器入射至空间相位调制器的选定区域，再经相位调制后反射至CCD得以实现。

所述的激光器输出的激光波长为632.8nm。

附图说明

图1为本实施例装置的结构示意图；

图2为本实施例的方法流程图；

图3为空间相位调制器上加载的相位图；

图中：a为两个部分被加载的相位图；b为三个部分被加载的相位图；