[發明專利]計算裝置、計算方法以及計算系統

有效

• 申請號: 202010520124.8
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN112232503B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 田野;趙洋;劉勝平;王瑋;李強;馮俊波;郭進
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G06N3/067
• 分類號: G06N3/067;G06F17/16
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 劉倜

提供了一種計算裝置，包括：輸入端口，用于接收第一光信號；矩陣計算單元，具有傳輸矩陣，并被配置為利用所述傳輸矩陣對所述第一光信號進行處理以得到第二光信號，其中，所述第二光信號具有復振幅，所述傳輸矩陣是酉矩陣(M′)；實部獲取單元，光學地耦接到所述矩陣計算單元，并被配置用于從所述第二光信號獲得代表所述第二光信號的復振幅的實部的第三光信號；輸出端口，用于輸出光信號。

技術領域

本公開涉及計算裝置、計算方法以及計算系統。

背景技術

在作為現在人工智能最熱門研究領域之一的深度學習中，涉及到大量矩陣相乘。用光來進行矩陣運算是新興的研究方向之一。然而，在現有技術的進行矩陣運算的光芯片存在多種問題。

因此，在現有技術中存在對改善的計算裝置、計算方法以及計算系統的需求。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供了一種計算裝置，包括：輸入端口，用于接收第一光信號；矩陣計算單元，具有傳輸矩陣，并被配置為利用所述傳輸矩陣對所述第一光信號進行處理以得到第二光信號，其中，所述第二光信號具有復振幅，所述傳輸矩陣是酉矩陣(M′)；實部獲取單元，光學地耦接到所述矩陣計算單元，并被配置用于從所述第二光信號獲得代表所述第二光信號的復振幅的實部的第三光信號；輸出端口，用于輸出光信號。

在一些實施例中，所述酉矩陣的至少一個元素是虛部不為0的復數。

在一些實施例中，所述第一光信號包括第一陣列的光，所述第一陣列的光被配置為代表輸入矩陣或輸入矩陣的向量；所述第二光信號包括第二陣列的光，所述第二陣列的光被配置為代表所述傳輸矩陣與所述輸入矩陣或輸入矩陣的向量的乘積；以及所述第三光信號被配置為代表作為所述傳輸矩陣與所述輸入矩陣或輸入矩陣的向量的乘積的矩陣的實部。

在一些實施例中，所述酉矩陣M′能夠被分解為三個子酉矩陣U、∑″和V^T的乘積，即，所述酉矩陣M′＝U∑″V^T，其中U和V^T為酉矩陣，∑″為主對角線上的至少一個元素是虛部不為0的復數的酉矩陣。

在一些實施例中，∑″的主對角線上的所有元素各自的模都為1。

在一些實施例中，所述酉矩陣M′是根據待與所述輸入矩陣或所述輸入矩陣向量相乘的目標矩陣M確定的，其中所述目標矩陣M是實矩陣；所述目標矩陣M能夠被奇異值分解為M＝U∑V^T，其中U和V^T為實單位正交陣，其中∑為實對角矩陣，僅在主對角線上有非0元素，其它元素均為0，其中∑″是通過對∑的主對角線上的至少一個元素附加虛部而得到的。

在一些實施例中，所述酉矩陣是根據待與所述輸入矩陣或所述輸入矩陣向量相乘的目標矩陣M確定的，其中所述目標矩陣M是實矩陣；所述目標矩陣M能夠被奇異值分解為M＝U∑V^T，其中U和V^T為實單位正交陣，其中∑為實對角矩陣，僅在主對角線上有非0元素，其它元素均為0，其中∑″是通過如下獲得的：將∑除以系數α，以使得∑的所有元素都小于或等于1；以及對被除以系數α的∑的主對角線上的至少一個元素附加虛部。

在一些實施例中，∑具有在主對角線上的元素σ_k，∑″中與元素σ_k對應的元素為(σ_k+iσ_lk)，其中i表示虛數，其中l和k是正整數。

在一些實施例中，∑具有在主對角線上的元素σ_k，∑″中與元素σ_k對應的元素為(σ′_k+iσ′_lk)，其中i表示虛數，其中l和k是正整數。

在一些實施例中，所述實部獲取單元被配置為：針對所述第二陣列的光中的每一個成員，利用參考光，生成代表該成員的復振幅的實部的輸出光。