技术特征：
1.一种光学计算系统，包括：光源，其配置为产生泵浦光束；光学调制器，其配置为接收调制掩模并基于所述调制掩模调制所述泵浦光束，以生成调制光束；非线性介质，其配置为将所述调制光束的一部分转换为二次谐波(sh)光束并产生包括所述sh光束和所述泵浦光束的未转换部分的输出；以及分色镜，其配置为接收所述非线性介质的所述输出并将所述sh光束和所述泵浦光束的所述未转换部分去耦合；检测器，其配置为检测所述泵浦光束的所述未转换部分的第一光功率，并检测所述sh光束的第二光功率；和控制器，其配置为基于所述第一光功率和所述第二光功率生成更新调制掩模，以传输到所述光学调制器。2.根据权利要求1所述的光学计算系统，其中，所述光学调制器包括空间光调制器，所述空间光调制器配置为调制所述泵浦光束的小波的相位，以生成所述调制光束。3.根据权利要求2所述的光学计算系统，其中，所述调制掩模是随机二进制相位图案。4.根据权利要求2所述的光学计算系统，其中，所述空间光调制器配置为通过基于所述调制掩模将小波中的每个小波的相位编码为第一相位或第二相位，来调制所述泵浦光束的所述小波的相位，并且其中，所述第一相位和所述第二相位相差180度。5.根据权利要求1所述的光学计算系统，其中，所述光学调制器包括数字微镜器件，所述数字微镜器件配置为调制所述泵浦光束的小波的强度，以生成所述调制光束。6.根据权利要求1所述的光学计算系统，进一步包括：第一透镜，其配置为将所述调制光束聚焦在所述非线性介质内部；以及第二透镜，其配置为将所述非线性介质的所述输出准直到所述分色镜上。7.根据权利要求1所述的光学计算系统，其中，所述检测器包括：第一光电检测器，其配置为检测所述泵浦光束的所述未转换部分的所述第一光功率；以及第二光电检测器，其配置为检测所述sh光束的所述第二光功率，并且其中，所述非线性介质包括周期极化铌酸锂晶体。8.根据权利要求1所述的光学计算系统，其中，所述调制掩模包括多个像素，并且其中，所述控制器配置为基于所述第一光功率和所述第二光功率来识别像素簇，并且通过反转所述像素簇的像素来生成所述更新调制掩模。9.一种控制光学计算系统以确定系统能量的近似基态的方法，所述方法包括：驱动光源，以生成泵浦光束；生成相位掩模；将所述相位掩模应用于空间光调制器，以调制所述泵浦光束的小波的相位，从而基于所述相位掩模生成调制光束；以及从检测器接收所述泵浦光束的第一光功率和基于所述泵浦光束生成的二次谐波(sh)光束的第二光功率，
其中，生成所述相位掩模包括：识别所述相位掩模的簇；基于所述第一光功率确定当前系统能量；至少基于所述系统能量和先前最小系统能量来确定是否更新所述相位掩模；以及响应于确定更新所述相位掩模，基于所述相位掩模的簇更新所述相位掩模。10.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述相位掩模进一步包括：响应于确定不更新所述相位掩模，将所述当前系统能量和所述先前最小系统能量中的较小者识别为所述近似基态。11.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述相位掩模进一步包括：识别热能；基于所述当前系统能量和所述先前最小系统能量计算系统能量的变化；以及基于所述系统能量的变化和所述热能确定玻尔兹曼概率，并且其中，确定是否更新所述相位掩模进一步基于所述玻尔兹曼概率。12.根据权利要求9所述的方法，其中，确定是否更新所述相位掩模包括：确定反馈迭代计数小于阈值；确定更新所述相位掩模。13.一种光学计算系统，包括：光源，其配置为产生泵浦光束；光学调制器，其配置为接收调制掩模并基于所述调制掩模调制所述泵浦光束，以生成调制光束；非线性介质，其配置为将所述调制光束的一部分转换为二次谐波(sh)光束并产生包括所述sh光束和所述泵浦光束的未转换部分的输出；以及分色镜，其配置为接收所述非线性介质的所述输出并将所述sh光束和所述泵浦光束的所述未转换部分去耦合；第一相机，其配置为捕获所述泵浦光束的所述未转换部分并生成第一强度矩阵；第二相机，其配置为捕获所述泵浦光束的所述未转换部分并生成第二强度矩阵；以及控制器，其配置为基于所述第一强度矩阵和所述第二强度矩阵中的至少一者生成更新调制掩模，以传输到所述光学调制器。14.根据权利要求13所述的光学计算系统，其中，所述光学调制器包括空间光调制器，所述空间光调制器配置为调制所述泵浦光束的小波的相位，以生成所述调制光束，并且其中，所述调制掩模是二进制相位图案。15.根据权利要求14所述的光学计算系统，其中，所述空间光调制器配置为通过基于所述调制掩模将小波中的每个小波的相位编码为第一相位或第二相位，来调制所述泵浦光束的所述小波的相位，并且其中，所述第一相位和所述第二相位相差180度。16.根据权利要求13所述的光学计算系统，其中，所述光学调制器包括数字微镜器件，所述数字微镜器件配置为调制所述泵浦光束的小波的强度，以生成所述调制光束。17.根据权利要求13所述的光学计算系统，其中，所述控制器配置为通过以下方式生成
所述更新调制掩模：将相机状态确定为所述第一强度矩阵、所述第二强度矩阵或者所述第一强度矩阵和所述第二强度矩阵的加权和；以及基于所述调制掩模和所述相机状态来确定所述更新调制掩模。18.根据权利要求17所述的光学计算系统，其中，基于所述调制掩模和所述相机状态确定所述更新调制掩模包括：将所述更新调制掩模确定为所述调制掩模与所述相机状态和反馈步长的乘积之间的差。19.根据权利要求18所述的光学计算系统，其中，所述泵浦光束包括由所述光源生成的高斯脉冲序列中的高斯脉冲，并且其中，所述反馈步长对应于所述高斯脉冲序列的周期性。20.根据权利要求18所述的光学计算系统，其中，所述控制器配置为在生成所述更新调制掩模之前适应性地调整所述反馈步长。21.一种光学计算系统，包括：光学放大器，其配置为生成具有平坦相位波前的泵浦光束；简并光学参量放大器，其配置为基于所述泵浦光束在小波中生成双波长信号；滤光器，其配置为从所述信号中过滤所述泵浦光束；光学分束器，其配置为读出所述信号的一部分；非线性光学晶体，其配置为基于所述信号生成二次谐波光；第一双波段反射器，其配置为分离所述信号和所述二次谐波光；光学接收器，其配置为将所述二次谐波光耦合到所述光学放大器中；和第二双波段反射器，其配置为将所述信号和所述二次谐波光组合到所述简并光学参量放大器中。22.根据权利要求21所述的光学计算系统，进一步包括：第一傅立叶透镜，其配置为将所述信号聚焦到所述非线性光学晶体中，以生成所述二次谐波光；和第二傅立叶透镜，其位于所述第一双波段反射器和所述第二双波段反射器之间，并配置为使所述信号散焦。23.根据权利要求21所述的光学计算系统，其中，所述第一双波段反射器和所述第二双波段反射器中的每一者都包括分色镜或滤光器。24.根据权利要求21所述的光学计算系统，其中，随着所述信号连续穿过所述光学计算系统，所述光学放大器的光学增益增加，直到光学参量振荡发生。25.根据权利要求21所述的光学计算系统，还包括位于所述简并光学参量放大器和所述非线性光学晶体之间的第一光学调制器，所述第一光学调制器配置为在所述信号到达所述非线性光学晶体之前调制所述信号，以改变所述光学计算系统的有效四体相互作用哈密顿函数。26.根据权利要求24所述的光学计算系统，还包括位于所述非线性光学晶体和所述光学接收器之间的第二光学调制器，所述第二光学调制器配置为调制所述二次谐波光，以改变所述光学计算系统的有效四体相互作用哈密顿函数。
27.一种光学计算系统，包括：光学放大器，其配置为生成具有平坦相位波前的放大信号；非线性光学器件，其配置为接收所述放大信号并基于所述放大信号通过二次谐波生成来生成泵浦光束；简并光学参量放大器，其配置为基于所述泵浦光束在小波中生成双波长信号；滤光器，其配置为从所述信号中过滤所述泵浦光束；第一光学分束器，其配置为读出所述信号的一部分；第二光学分束器，其配置为将所述信号的第一部分引导至用于调制所述信号的该部分的光学调制器，并将所述信号的第二部分引导至分色镜；以及光学接收器，其配置为将所述信号的调制第一部分耦合到所述光学放大器中，以生成所述放大信号，其中，所述分色镜配置为将所述信号的第二部分与所述泵浦光束组合到所述简并光学参量放大器中。28.根据权利要求27所述的光学计算系统，其中，所述光学调制器包括空间光调制器或数字微镜器件，并且其中，所述非线性光学器件包括非线性光学晶体或光波导。
技术总结
一种光学计算系统包括：光源，被配置为产生泵浦光束；光学调制器，被配置为基于调制掩模调制泵浦光束，以生成调制光束；非线性介质，被配置为将调制光束的一部分转换为二次谐波(SH)光束并产生包括SH光束和泵浦光束的未转换部分的输出；以及分色镜，被配置为接收非线性介质的输出并将SH光束和泵浦光束的未转换部分去耦合；检测器，被配置为检测泵浦光束的未转换部分的第一光功率，并检测SH光束的第二光功率；以及控制器，被配置为基于第一和第二光功率生成更新调制掩模，以传输到光学调制器。器。器。
技术研发人员：S
受保护的技术使用者：斯蒂文斯理工学院董事会
技术研发日：2021.05.13
技术公布日：2023/2/3