Recently, interest in programmable photonics integrated circuits has grown as a potential hardware framework for deep neural networks, quantum computing, and field programmable arrays (FPGAs). However, these circuits are constrained by the limited tuning speed and large power consumption of the phase shifters used. In this paper, introduced for the first time are memresonators, or memristors heterogeneously integrated with silicon photonic microring resonators, as phase shifters with non-volatile memory. These devices are capable of retention times of 12 hours, switching voltages lower than 5 V, an endurance of 1,000 switching cycles. Also, these memresonators have been switched using voltage pulses as short as 300 ps with a record low switching energy of 0.15 pJ. Furthermore, these memresonators are fabricated on a heterogeneous III-V/Si platform capable of integrating a rich family of active, passive, and non-linear optoelectronic devices, such as lasers and detectors, directly on-chip to enable in-memory photonic computing and further advance the scalability of integrated photonic processor circuits.


翻译:近年来,可编程光子集成电路作为深度神经网络、量子计算和现场可编程门阵列(FPGA)的潜在硬件框架引起了广泛关注。然而,这类电路受限于所用移相器的调谐速度有限且功耗较高。本文首次提出将忆阻器与硅光子微环谐振器异质集成的忆阻谐振器,作为具有非易失性存储特性的移相器。该器件可实现12小时的保持时间、低于5V的开关电压以及1000次开关周期的耐久性。同时,这些忆阻谐振器可通过短至300皮秒的电压脉冲进行开关切换,创下0.15皮焦耳的开关能耗新纪录。此外,该忆阻谐振器基于异质III-V/Si平台制造,可直接在芯片上集成包括激光器和探测器在内的丰富有源、无源及非线性光电器件,从而支持存内光子计算,并进一步推动集成光子处理器电路的可扩展性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Integration:Integration, the VLSI Journal。 Explanation:集成,VLSI杂志。 Publisher:Elsevier。 SIT:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/integration/
【2022新书】高效深度学习,Efficient Deep Learning Book
专知会员服务
128+阅读 · 2022年4月21日
专知会员服务
26+阅读 · 2021年4月2日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月7日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
2+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
9+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
11+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员