可重构全光逻辑门数据集

鉴于光子线性计算形式多样且易于实现，而光子非线性计算相对受限且实现困难，我们提出了一种通过在高维空间中采用线性运算来实现光子非线性计算的新方法，该方法能够实现多种不同于现有光学方案的非线性功能。作为一种实际应用，本文展示了两个布尔信号之间的任意二元非线性运算，用于实现可编程逻辑阵列。在实验中，通过对高维光子矩阵乘法器进行编程，仅借助一种固定的非线性操作即可实现十四种不同的逻辑运算。进一步地，在 10 Gbit/s 的速率下演示了半加器和比较器等组合逻辑功能。与现有方法相比，该方案在可编程逻辑计算中简化了器件结构和非线性操作。更为重要的是，空间变换辅助的非线性实现为光学数字计算提供了一种全新的解决思路，并丰富了光子非线性计算的实现形式与多样性。