【资讯】用于并行光子边缘计算的集成量子点激光器

2026-08-13 18:30:38

阿卜杜拉国王科技大学 Yating Wan 团队提出了一种光子计算单元架构，该架构采用量子点锁模激光器 (QD-MLL) 驱动，并异质集成于代工厂生产的 300 毫米硅光子平台上。作者的方法将实验验证的器件级和链路级特性与系统级评估相结合，从而对光子计算单元的运行和可扩展性进行了基于测量数据的评估。与目前的混合光源相比，无隔离器的 QD-MLL 可将前端光损耗降低 2 至 6 dB。当与协同设计的计算架构结合使用时，链路级评估表明信噪比提高了 10 dB 以上，热致权重漂移降低了 50% 以上。在实际的激光器结构和功率约束下，该系统预计可实现 1.7 倍的有效可扩展性提升，相当于计算密度提高 40% 以上，能效提高约 30%。

图1：集成量子点锁模激光器驱动的光子计算单元（PCU）

图2：异质集成光子器件的设计与表征

图3：在激光器结构和功率约束下计算可扩展性和精度分析

图4：硬件感知训练框架（HATF）的验证

图5：基于测量锚定评估框架预测的PCU系统级扩展性能和多核并行化策略

为了进一步实现边缘端的稳健部署，作者引入了一种硬件感知训练框架，该框架在增强推理可靠性的同时，最大限度地降低了硬件开销。作者共同建立了一个跨层框架——从设备到架构再到算法——以实现可扩展光子边缘计算的统一硬件-软件策略。

参考文献： 中国光学期刊网

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