清華光電融合芯片算力是GPU的3000多倍？媒體搞出的大新聞(5)
透射是不改變相位的。我們看樣品光束和參考光束經過的反射，就會發(fā)現，在右邊屏幕發(fā)生干涉時，兩束光的相位改變次數是一樣的（全反射鏡也算一次，各改變了兩次），相位相同，相長干涉。而在上邊屏幕發(fā)生干涉時，樣品光束的相位改變多一次（樣品光束兩次，參考光束一次），兩者反相了，相消干涉。
那MZI是怎么用到光計算里面的？馬赫與曾德爾是提出實驗構想，具體的干涉實現多種多樣，只要是光束經過分光器，經不同路徑又發(fā)生干涉，就符合大意，通稱為MZI。光的加法很簡單，就是兩束光通過波導管傳輸，在波導管相遇的地方，信號被方向耦合器加在一起。而光的乘法就是MZI的干涉效應實現的，當然器件比原始的馬赫-曾德爾干涉儀要小得多了，有很多改進。
單個經典的MZI：兩個分光器BS，兩個反射鏡M，三個移相器
如圖，一個經典的MZI和原始的馬赫-曾德爾干涉儀大致類似，兩個分光器就等于半鍍鏡，兩個反射鏡也一樣。但是，多了三個移相器，入射的光也變成兩個了，E1和E2兩束光都是一半透射一半90度角反射，透射的和另一束光反射的正好同方向。E1和E2就代表一個2 × 1的矩陣E = [E1, E2]，這個矩陣經過MZI乘以2 × 2的矩陣U，就變成另一個2 × 1的矩陣E’ = [E’1,E’2]，公式是E’ = E * U。移相器的三個角度值α/β/θ，代表相乘的2 × 2的矩陣U，U的數值是可變的（也就是可編程的），但必須是酉矩陣（unitary matrix，也叫幺正矩陣），所以矩陣的4個值用3個參數可代表。酉矩陣的定義是，它和另外一個矩陣乘，能得出對角線全是1的單位矩陣，具有一定的對稱性。具體的數學公式很復雜，但大致原理并不難明白。光線在MZI里根據相位干涉，兩條光路相當于兩個并行的數值計算。這個MZI就代表了2 × 2的矩陣U。
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