MRR‐Assisted MZI Crossbar Array for Energy‐Efficient Optical Parallel Computing

横杆开关 计算机科学 可扩展性 光学计算 高效能源利用 光开关 电子工程 稳健性(进化) 并行计算 工程类 电信 电气工程 生物化学 数据库 基因 化学
作者
Shan Jiang,Xinyu Liu,Bo Wu,Shangsen Sun,Hailong Zhou,Jianji Dong,Xinliang Zhang
出处
期刊:Laser & Photonics Reviews [Wiley]
卷期号:19 (24) 被引量:3
标识
DOI:10.1002/lpor.202501035
摘要

Abstract Optical neural networks (ONNs) have emerged as a photonic platform for accelerating artificial intelligence workloads, relying on optical matrix operations as their computational basis. Yet existing implementations face critical challenges in precision, cascaded optical loss, and inefficient weight‐programming mechanisms, which limit scalability and practical performance. A micro‐ring resonator (MRR)‐assisted Mach–Zehnder interferometer (MZI) crossbar architecture (MMCA) that addresses these limitations through parallelized optical computing is presented. By replacing conventional waveguide‐based coupling with MRR‐enabled wavelength‐selective routing, the design suppresses the multiplicative optical losses inherent in cascaded combiner networks. Concurrently, MZI‐based crossbar nodes enable deterministic one‐to‐one weight mapping with enhanced speed and robustness. The architecture synergizes structural merits from mainstream optical computing paradigms while overcoming critical bottlenecks. Experimental validation demonstrates 6‐bit weight‐loading precision and high energy efficiency. Integrated wavelength‐division multiplexing further enables parallel computation, achieving 95.1% classification accuracy on convolutional neural network benchmarks. This approach establishes a scalable framework for low‐loss, high‐precision optical matrix operations, advancing the development of energy‐efficient photonic AI accelerators.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yaya发布了新的文献求助10
刚刚
和谐凌波发布了新的文献求助10
1秒前
搜集达人应助简单河马采纳,获得10
2秒前
传奇3应助笑嘻嘻采纳,获得10
2秒前
常过过完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
墨小沫呐完成签到,获得积分10
3秒前
5秒前
XU完成签到,获得积分10
5秒前
斯文败类应助林鸽采纳,获得10
5秒前
cdb发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
ws发布了新的文献求助10
9秒前
称心曼安发布了新的文献求助20
10秒前
Maestro_S应助川川子采纳,获得10
10秒前
11秒前
深情安青应助21采纳,获得10
11秒前
11秒前
平淡的香岚完成签到,获得积分10
11秒前
科研完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
zhi发布了新的文献求助10
12秒前
科研通AI6.4应助研友_惊鸿采纳,获得10
12秒前
热心小蕊完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
忆雪完成签到,获得积分10
13秒前
yyky发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
13秒前
15秒前
蓝天白云完成签到,获得积分10
15秒前
热心小蕊发布了新的文献求助10
15秒前
小胡发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
16秒前
科研通AI6.2应助哈哈哈哈采纳,获得10
16秒前
17秒前
17秒前
蓝天白云发布了新的文献求助10
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
2026人教社中小学心理健康教育读本高中全一册电子版 600
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7666095
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9235781
关于积分的说明 19875450
捐赠科研通 7235123
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3283707
关于科研通互助平台的介绍 2442434
邀请新用户注册赠送积分活动 2284866