В основе фотонных процессоров лежат многоканальные интерферометры. Свет внутри них путешествует по лабиринту волноводов, постоянно меняя свою фазу для выполнения вычислений. До сих пор существовал физический барьер: чтобы задать большой фазовый сдвиг (от 0 до 2π), требовался длинный элемент. Чем длиннее путь фотона в материале – тем больше энергии рассеивается в виде тепла.
Команда предложила использовать метод пертурбативного разложения. Аспирант кафедры квантовой электроники Сурен Флджян поясняет, что они проанализировали матрицу передачи сигнала и доказали: для большинства нужных операций не обязательно выкручивать фазу на максимум. Достаточно малых отклонений, а значит – коротких фазовращателей.
«В оптике размер имеет значение, – комментирует старший научный сотрудник Станислав Страупе. – Сокращение пути света без потери функциональности – это ключ к созданию мощных вычислителей».
Результаты, опубликованные в журнале Physical Review A, открывают дорогу к созданию компактных и энергоэффективных чипов для машинного обучения, линейной алгебры и квантовой информатики.
