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B³D‑HPA
带物理哈希寻址和连续场演化的光子芯片架构探讨
V3.45 --
机理、工程实现与连续场光计算 cnXiv2026040901[PDF]
作者:chenxn (chenxn0810@aliyun.com)
论文摘要(Abstract):
传统硅基芯片与存算一体架构高度依赖器件微缩与结构均匀性。随着先进工艺逼近物理极限,这类体系正面临功耗墙、存储墙、良率与成本等严峻瓶颈。三维光计算具有天然并行性、低传输损耗与波场干涉能力,被视为后摩尔时代的重要发展方向。然而其实用化长期受限于介质无序性难以控制、光路稳定性不足、可编程性较弱以及对热漂移敏感等问题。
本文提出
B³D‑HPA V3.45
物理哈希寻址架构,采用稀土掺杂熔融石英作为主力量产介质,可选用蓝宝石(刚玉,Al₂O₃)作为高性能备选介质。计算以连续光场演化为基础,通过物理哈希映射(PHM)与物理哈希地址表(PHAT),将介质本征无序性转化为核心计算基元。架构不追求极致材料均匀性,而是利用固有散射与折射率分布,将制造约束转化为算法自适应能力。
本文核心实现了相位编码启发式搜索,将
A*
算法直接映射至光波传播过程。路径代价与启发式引导被编码为相位累积,最优路径通过相长干涉自然涌现,将迭代式数字搜索转变为单次物理过程,显著降低计算复杂度并使能耗趋近于零。
为支持实际部署,V3.45
构建多层级热漂移抑制方案:
- 材料级稳定性:低膨胀熔融石英或高导热蓝宝石
- 架构级共模抑制:单片介质内全局相位同步漂移
- 算法级鲁棒性:基于相对相位不变性支持 A* 与
PHAT
-
系统级全局补偿:通过导航光束实现闭环遥测校正
为最大限度避免热漂移,本架构明确放弃飞秒激光等热光刻蚀方式,仅采用多路并行
SLM
激光阵列与双波长紫外泵浦实现冷态可擦写重构。
整套方案可将热漂移控制为可处理微扰,无需真空封装、惰性气体填充或主动温控,同时支持可复用、可重构的光子计算硬件。
B³D‑HPA V3.45
实现了逻辑正确性与物理均匀性的解耦,使无序介质成为可靠计算载体。在热漂移得到有效抑制后,剩余工程问题均非根本性障碍,可为连续场光计算提供一条相对务实、可扩展、具备量产潜力的技术路线。
论文关键词(Keywords):连续场光计算;B³D-HPA;物理哈希寻址;相位编码A*算法;热漂移抑制;光子芯片
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