CN117553911A - 光子计算系统的测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光子计算领域，提出了一种光子计算系统的测试方法，包括根据第一状态产生第一光信号；对所述第一光信号进行光电转换、量化，得到第二电信号，所述第二电信号为经过量化后的电信号；保持所述第一状态不变，多次测量所述第二电信号的特征参数。

Description

光子计算系统的测试方法
技术领域
本发明涉及半导体领域，更为具体而言，涉及一种光子计算系统的测试方法。
背景技术
在光子计算系统中，有时需要获得光的一些特性参数例如强度、相位或偏振等，其中一种常规方式是通过光电转换将光信号转换为电信号，然后对电信号进行处理，通过获得电信号的参数间接获得光的特性参数。
本发明人发现，光电转换过程中的非线性现象、计算系统中器件的精度以及光电转换后对电信号的量化，都可能导致最终电信号无法准确还原其真实的光信号参数信息，或者无法准确还原其真实的光信号所对应的电信号的参数信息，例如量化前的电信号的参数信息。
发明内容
本发明一个实施例提出一种光子计算系统的测试方法，包括根据第一状态产生第一光信号；对所述第一光信号进行光电转换、量化，得到第二电信号，所述第二电信号为经过量化后的电信号；保持所述第一状态不变，多次测量所述第二电信号的特征参数。
在一些实施方式中，所述产生第一光信号，包括根据第一数据产生所述生第一光信号。
其中，包括在所述光电转换之后，通过放大电路对所述光电转换之后的电信号进行放大的步骤。
在一些实施方式中，包括通过光编码单元产生所述第一光信号。
在一些实施方式中，所述第二电信号的参数选自电流参数、电压参数的至少一种。
在一些实施方式中，包括对所述第二电信号的所述特征参数取平均值的步骤。
在一些实施方式中，包括调整所述放大电路的增益，使得在所述多次测量所述第二电信号的特征参数中，存在至少两个不同的测量结果。
在一些实施方式中，包括根据所述第二电信号的所述特征参数取平均值获得第一光信号的参数信息。
在一些实施方式中，包括存储多次测量所述第二电信号的特征参数。
在一些实施方式中，包括根据所述第二电信号的所述特征参数取平均值获得第一光信号的参数信息。
在一些实施方式中，包括存储多次测量所述第二电信号的特征参数。
在一些实施方式中，所述光编码单元包括调制器。
本发明实施例可更准确测量光子计算系统中的所需待测光信号的参数信息，或者获得与之相关的电信号的真实信息，例如量化前的电信号的参数信息。
本发明实施方式的各个方面、特征、优点等将在下文结合附图进行具体描述。根据以下结合附图的具体描述，本发明的上述方面、特征、优点等将会变得更加清楚。
附图说明
图1为本发明一个实施例的光子计算系统的测试方法示意图。
图2为本发明一个实施例的光子计算系统示意图。
图3a、图3b为本发明一个实施例的光子计算系统示意图。
图4为本发明一个实施例的光子计算系统示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明技术方案的各个方面、特征以及优点，下面结合附图对本发明进行具体描述。应当理解，下述的各种实施方式只用于举例说明，而非用于限制本发明的保护范围。
本公开中使用的术语仅出于描述特定实施例的目的并且不意图限制本公开。如本公开中使用的，单数形式“一个”、“一”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所述及特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本公开中使用的，术语“和/或”包括相关联的列出项目中的一个或多个的任意和全部组合，并且短语“A和B中的至少一个”是指仅A、仅B、或A和B两者。在本公开中，芯片可以包括裸芯片(die)。在本公开中，一个实施例的特征也可被应用并适当地合并作为在本公开中描述的其他实施例的特征。
在本发明一个示例性的实施例中，提出一种光子计算系统的测试方法，如图1所示，所述方法包括：
S100根据第一状态产生第一光信号；
S200对所述第一光信号进行光电转换、量化，得到第二电信号，所述第二电信号为经过量化后的电信号；
S300保持所述第一状态不变，多次测量所述第二电信号的特征参数。
图2示出了一种光子计算系统100，其包括用于在光子域进行计算的部分，具体包括光编码单元110，以及光子计算单元130。
在一些实施方式中，计算系统可以包括复制单元。
图3a示出了一种光子计算系统100，其包括用于在光子域进行计算的部分，是一种光子计算系统，具体包括光编码单元110，复制单元120，以及光子计算单元130。
再结合图1，在步骤S100中，可通过光编码单元110对初始光信号进行编码，例如，根据第一数据对初始光信号进行编码，使其成为代表第一数据的第一光信号，从而产生第一光信号。光编码单元110可以包括调制器，通过第一电信号对初始光信号进行调制，其中，第一电信号可以是来自存储器的第一数据，也可以由外部测试电路提供。
在步骤S200中，光电转换可通过光电转换单元实现，例如光电二极管，其中，光子计算单元可以包括光电转换单元。
在步骤S300中，可以通过保持第一数据不变，来保持所述光编码单元的输入状态不变，即保持第一状态，从而在相同的光编码单元的输入状态下，多次测量所述第二电信号的特征参数。
示例性的，光编码单元110可包括多个调制器，调制器可根据数据对光进行编码，图3b示出了光编码单元中的调制器101a、101b。光编码单元光学连接复制单元，复制单元可包括一个或多个复制模块，复制模块示例性的包括分束器，可将输入复制模块的光分成两束或者更多束的光，即进行“复制”操作，从而产生光副本，所述光副本可以作为第一光信号，图3b示出了一个复制单元中的复制模块102a、102b。计算系统还包括光子计算单元，被配置为接收第一光信号，所述第一光信号对应表示第一数据。所述光子计算单元包括多个权重模块，其中，权重模块又可称为乘法模块，示例性的如图3b中示出的权重模块103a、103b、103c、103d、103e、103f，每一个所述权重模块可以对应一个数值，并用于实现所述1个光信号对应的1个数值与1个权重模块对应的1个数值的乘法运算。示例性的，权重模块所代表的数值可以通过电信号改变。复制模块的输出信号不一定具有与输入信号相同的幅度。举例来说，例如采用光分束器(光功率分离器)在两个输出信号之间均匀地分离输入信号功率，则两个输出信号中的每一个将具有等于或小于输入信号功率的50％的功率。
在一些情况下，复制模块或者光编码单元是可以省略的，承载有数据的光信号可以直接通过一些光学端口(例如光耦合结构)输入光子计算单元；另外，光编码单元输出的光信号也可以直接输入光子计算单元。
在一些实施方式中，可以采用光子集成电路实现光计算单元、光编码单元。光子集成电路可以采用半导体工艺制造，制造成光子集成电路芯片的形式。光子集成电路芯片可以包括光耦合结构、波导、光电转换单元、电光转换单元、光源等光子器件，可根据需要配置各种光子器件的数量，可以是一个或者多个。示例性的，电光转换单元可以包括调制器，以将电信号转换为光信号。示例性的，光耦合结构可用于与激光或者光纤进行光耦合，从而向光子集成电路芯片输入光信号，或者从光子集成电路芯片输出光信号，例如，使用光纤进行光信号的输入、输出；光耦合结构可以包括光栅耦合器、端面耦合器等。波导可以用于传播光信号，用作信息传播的信道。示例性的，光电转换单元可以可包括光探测器，用于将光信号转换为电信号，光探测器可以包括例如光电二极管。
光编码单元可以对光进行编码，使得光信号代表数值。经编码后的光信号可以输入光子计算单元，以作为计算的数据来源。例如，光编码单元可以对n个数值进行编码，产生对应的n个光信号。示例性的，光子计算单元包括多个权重模块，n个光信号可以被分别输入对应的n个权重模块，以进行计算。光编码单元可以包括多个调制器，基于代表数值的电信号而对光进行调制，从而编码产生初始光信号。在光子计算系统中，除了上述光子计算单元，可以包括其它光子计算单元，例如第二光子计算单元，第三光子计算单元，不同的光子计算单元中的计算模块可以不同，实现的功能也可以不同。
光子计算单元除了包括上述多个权重模块(用于设置为与多个数值对应)，也可以包括其它能实现光子计算的结构或者光子计算模块，例如采用MZI(Mach Zehnderinterferometer,马赫-曾德尔干涉仪)进行计算的光子计算模块。
在一些实施方式中，所述产生第一光信号，包括根据第一数据产所述生第一光信号。
在一些实施方式中，包括在所述光电转换之后，通过放大电路对所述光电转换之后的电信号进行放大的步骤。放大电路可以采用包括例如跨阻放大器(TIA)。
在一些实施方式中，所述产生第一光信号，包括通过光编码单元产生所述第一光信号。
在一些实施方式中，所述第二电信号的参数选自电流参数、电压参数的至少一种。
在一些实施方式中，会对光子计算系统中的光信号进行光电转换，然后再进行量化处理。对于量化后的信号，量化过程中采用模数转换器(ADC，Analog to DigitalConverter)，量化后的数值是离散的，其为模数转换器的最低有效位(LSB,LeastSignificant Bit)的整数倍，例如-5LSB，-2LSB，0LSB，1LSB，2LSB，3LSB，这会真实值有一定差距，即量化后往往并不能反映量化前的真实值。
另外，在光子计算系统中通常存在噪声，在噪声很小或者没有噪声的情况下，一些在量化前结果相近的数据，在量化后其结果会是相同的，无法在量化后输出时分辨它们之间的区别。
本发明人发现，如果引入适当的噪声或者通过调整放大电路的增益，使得系统中原本存在的噪声被合适放大，相当于对量化前的信号做扰动，可以使得在量化后出现不同的信号输出，对此，如果多次获得量化后的信号输出，可以通过对多次获得的量化后的信号进行统计分析，从而获得更加真实的量化前的信号信息。例如，对多次获得的量化后的信号取平均值，从而获得更加真实的量化前的电信号信息，或者其对应的真实的光信号的信息。
在一些实施方式中，多次测量所述第二电信号的特征参数，测量的次数可以是例如是50次，100次，200次。
在一些实施方式中，包括对所述第二电信号的所述特征参数取平均值的步骤。
在一些实施方式中，包括调整所述放大电路的增益，使得在所述多次测量所述第二电信号的特征参数中，存在至少两个不同的测量结果。由此，可以使得原本计算系统中较小的噪声也能被放大，从而使得量化后能有不同的测量结果，更有利于根据多次测量量化后的平均值获得量化前的参数信息。
在一些实施方式中，包括根据所述第二电信号的所述特征参数取平均值获得第一光信号的参数信息。其中，该获得的第二电信号的平均值，可以认为其更能准确地还原第一光信号的真实参数，可以根据对第一光信号的光电转换、放大等处理的具体过程，以及信号转换的物理关系等，得到第一光信号的参数信息。
在一些实施方式中，光子计算系统可包括电子计算单元，从而在电子域完成一部分计算。
例如，图4中，相比于图3a的实施例，光子计算系统100还可包括电子计算单元140。在图4中，一种计算系统，包括：光编码单元110，被配置为根据第一数据编码产生第一光信号；光子计算单元130，被配置为对第一光信号在光子域进行第一计算，并且得到表示计算结果的第二信号；电子计算单元140，被配置为获得第二信号，并且基于第二信号在电子域进行第二计算。
在一些实施方式中，所述第二信号为光信号，所述电子计算单元包括光电转换单元，被配置为将所述第二信号转换为电信号，以在电子域进行所述第二计算。
在一些实施方式中，所述第二信号为电信号，所述光子计算单元包括光电转换单元，被配置为将所述在光子域进行第一计算的光学结果进行光电转换，得到第二信号，以在电子域进行所述第二计算。
本领技术人员应当理解，以上所公开的仅为本发明的实施方式而已，当然不能以此来限定本发明请求专利保护的权利范围，依本发明实施方式所作的等同变化，仍属本发明之权利要求所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种光子计算系统的测试方法，包括：
根据第一状态产生第一光信号；
对所述第一光信号进行光电转换、量化，得到第二电信号，所述第二电信号为经过量化后的电信号；
保持所述第一状态不变，多次测量所述第二电信号的特征参数。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述产生第一光信号，包括根据第一数据产生所述生第一光信号。
3.如权利要求1所述的方法，其中，包括在所述光电转换之后，通过放大电路对所述光电转换之后的电信号进行放大的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述产生第一光信号，包括通过光编码单元产生所述第一光信号。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二电信号的参数选自电流参数、电压参数的至少一种。
6.如权利要求3所述的方法，其中，包括调整所述放大电路的增益，使得在所述多次测量所述第二电信号的特征参数中，存在至少两个不同的测量结果。
7.如权利要求1或3或6所述的方法，其中，包括对所述第二电信号的所述特征参数取平均值的步骤。
8.如权利要求7所述的方法，其中，包括根据所述第二电信号的所述特征参数取平均值获得第一光信号的参数信息。
9.如权利要求8所述的方法，其中，包括存储多次测量所述第二电信号的特征参数。
10.如权利要求4所述的方法，其中，所述光编码单元包括调制器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002243496A (ja) * 2001-02-22 2002-08-28 Mitsubishi Electric Corp 測定方法および測定装置
CN102761360B (zh) * 2012-06-29 2015-07-22 飞天诚信科技股份有限公司 一种光信号处理方法及装置
CN111707453B (zh) * 2018-07-24 2022-11-04 广州柏曼光电科技有限公司 光源测试方法与系统
WO2020096913A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 Luminous Computing, Inc. System and method for photonic computing
WO2021007302A1 (en) * 2019-07-08 2021-01-14 Luminous Computing, Inc. Systems and methods for parallel photonic computing
TW202240224A (zh) * 2020-12-09 2022-10-16 美商光子智能股份有限公司 組合光子計算系統的方法、光子計算裝置、製造光電計算系統的方法、人工類神經網路計算系統以及光子計算系統

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