[发明专利]一种光子计算芯片

说明书

本申请公开的一种光子计算芯片，包括沿光信号传输方向依次相接的输入波导、光子计算网络、输出波导以及接收器，采用雪崩光电二极管作为接收器，来获取输出波导传输的光信号，由于雪崩光电二极管的增益比PIN光电二极管高，因此即使在光信号存在损耗的情况下，也能够对光信号进行识别及转换。

技术领域

本申请涉及光子计算技术领域，尤其涉及一种光子计算芯片。

背景技术

随着深度学习的计算需求增长，目前已使用光子来执行神经网络运算操作。传统的光子计算芯片如图1所示，其输入为激光器发出的光信号，该光信号承载了一系列神经网络数据，通过多个输入波导10将多路光信号传输至光子计算网络20。光子计算网络20由多层相对应的耦合器201和移相器202等组合而成，用于对光信号所承载的数据执行卷积运算，针对执行完卷积计算之后得到的光信号，再通过多个输出波导30分别传输至多个接收器40，接收器通常为PIN光电二极管，能够将光信号转换为电信号发送出去。

光信号在芯片中进行传输时，会存在光学损耗，因此输出波导30传输至接收器40的光信号可能会比较薄弱，从而导致PIN光电二极管无法识别。

发明内容

为了解决输出波导传输至接收器的光信号可能会比较薄弱，从而导致PIN光电二极管无法识别的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种光子计算芯片。

本申请第一方面公开了一种光子计算芯片，包括：沿光信号传输方向依次相接的输入波导、光子计算网络、输出波导以及接收器；

所述光子计算网络包括至少一个光子计算网络单元；所述至少一个光子计算网络单元沿所述光信号传输方向依次相接；每个所述光子计算网络单元用于对接收到的光信号所承载的数据执行运算；

所述输入波导包括多个，分别接至所述光子计算网络的输入端，所述输入波导用于将激光器发出的光信号传输至所述光子计算网络；

所述输出波导包括多个，分别接至所述光子计算网络的输出端，所述输出波导用于将光子计算网络输出的光信号传输至所述接收器；

所述接收器包括多个，分别与每个所述输出波导相接；

所述接收器为雪崩光电二极管。

可选的，所述接收器为硅锗雪崩光电二极管。

可选的，单个所述光子计算网络单元对光信号产生的衰减与光子计算网络单元个数之间的乘积小于或等于目标差值，所述目标差值为所述激光器发出的光信号功率与单个所述硅锗雪崩光电二极管的灵敏度之间的差值。

可选的，还包括至少一个光分路器；

每个所述光分路器用于接收所述输入波导传输的原始光信号，并将所述原始光信号分成预设路数的光信号传输至所述光子计算网络。

可选的，每路光信号相较于所述原始光信号的衰减与所述光子计算网络对光信号产生的衰减之间的和，小于或等于目标差值，所述目标差值为所述激光器发出的光信号功率与单个所述硅锗雪崩光电二极管的灵敏度之间的差值。

可选的，所述光分路器的分路数大于等于二。

可选的，所述光分路器的分路数大于等于五，且小于等于六十四。

可选的，所述输出波导的数量小于或等于所述输入波导的数量；

所述激光器的数量与所述光分路器的数量一致。

本申请实施例公开的光子计算芯片，包括沿光信号传输方向依次相接的输入波导、光子计算网络、输出波导以及接收器，采用雪崩光电二极管作为接收器，来获取输出波导传输的光信号，由于雪崩光电二极管的增益比PIN光电二极管高，因此即使在光信号存在损耗的情况下，也能够对光信号进行识别及转换。

附图说明