論文の概要: High-speed multiwavelength photonic temporal integration using silicon photonics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.04405v1
• Date: Wed, 07 May 2025 13:39:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-08 19:07:36.090156
• Title: High-speed multiwavelength photonic temporal integration using silicon photonics
• Title（参考訳）: シリコンフォトニクスを用いた高速多波長フォトニック時間積分
• Authors: Yi Zhang, Nikolaos Farmakidis, Ioannis Roumpos, Miltiadis Moralis-Pegios, Apostolos Tsakyridis, June Sang Lee, Bowei Dong, Yuhan He, Samarth Aggarwal, Nikolaos Pleros, Harish Bhaskaran,
• Abstract要約: 全光時間統合のためのフォトニック・ヒーター・イン・ライトパスユニットを導入する。 我々は、熱光学効果と超高速フォトニクスの速度ギャップを埋める50GHzの光信号を統合するために、遅い熱散逸プロセスを利用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2288610972024854
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Optical systems have been pivotal for energy-efficient computing, performing high-speed, parallel operations in low-loss carriers. While these predominantly analog optical accelerators bypass digitization to perform parallel floating-point computations, scaling optical hardware to map large-vector sizes for AI tasks remains challenging. Here, we overcome this limitation by unfolding scalar operations in time and introducing a photonic-heater-in-lightpath (PHIL) unit for all-optical temporal integration. Counterintuitively, we exploit a slow heat dissipation process to integrate optical signals modulated at 50 GHz bridging the speed gap between the widely applied thermo-optic effects and ultrafast photonics. This architecture supports optical end-to-end signal processing, eliminates inefficient electro-optical conversions, and enables both linear and nonlinear operations within a unified framework. Our results demonstrate a scalable path towards high-speed photonic computing through thermally driven integration.
• Abstract（参考訳）: 光学系はエネルギー効率の高い計算において重要であり、低損失キャリアにおいて高速で並列な演算を行う。 これらの主にアナログな光アクセラレータは、デジタル化をバイパスして並列な浮動小数点演算を行うが、光学ハードウェアを拡大してAIタスクの大きなベクトルサイズをマップすることは依然として困難である。 ここでは、スカラー操作を時間内に展開し、全光時間積分のための光熱-ヒーター-イン-ライトパスユニットを導入することにより、この制限を克服する。 対極的には、50GHzで変調された光信号を、広く応用された熱光学効果と超高速フォトニクスの速度ギャップを埋めるために、遅い熱散逸プロセスを利用する。 このアーキテクチャは、光学的エンドツーエンド信号処理をサポートし、非効率な電気光学変換を排除し、統一されたフレームワーク内での線形演算と非線形演算の両方を可能にする。 本研究は,熱駆動型積分による高速フォトニクスコンピューティングへの拡張性を示すものである。

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