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Low-Loss Photonic Reservoir Computing with Multimode Photonic Integrated Circuits

機譯：采用多模光子集成電路的低損耗光子儲層計算

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摘要

We present a numerical study of a passive integrated photonics reservoir computing platform based on multimodal Y-junctions. We propose a novel design of this junction where the level of adiabaticity is carefully tailored to capture the radiation loss in higher-order modes, while at the same time providing additional mode mixing that increases the richness of the reservoir dynamics. With this design, we report an overall average combination efficiency of 61% compared to the standard 50% for the single-mode case. We demonstrate that with this design, much more power is able to reach the distant nodes of the reservoir, leading to increased scaling prospects. We use the example of a header recognition task to confirm that such a reservoir can be used for bit-level processing tasks. The design itself is CMOS-compatible and can be fabricated through the known standard fabrication procedures.
機譯：我們提出了基于多峰Y型結(jié)的無源集成光子儲層計算平臺的數(shù)值研究。我們提出了一種新穎的交界處設計，其中絕熱水平被精心定制以捕獲高階模態(tài)下的輻射損失，同時提供額外的模態(tài)混合以增加儲層動力學的豐富性。通過這種設計，我們報告的整體平均組合效率為61％，而單模式情況下的標準平均組合效率為50％。我們證明，通過這種設計，更多的功率能夠到達水庫的遠處節(jié)點，從而導致規(guī)模擴大前景。我們使用標頭識別任務的示例來確認這種存儲庫可用于位級處理任務。該設計本身是CMOS兼容的，可以通過已知的標準制造程序進行制造。

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