清华光电融合芯片算力是GPU的3000多倍？媒体搞出的大新闻(5)
透射是不改变相位的。我们看样品光束和参考光束经过的反射，就会发现，在右边屏幕发生干涉时，两束光的相位改变次数是一样的（全反射镜也算一次，各改变了两次），相位相同，相长干涉。而在上边屏幕发生干涉时，样品光束的相位改变多一次（样品光束两次，参考光束一次），两者反相了，相消干涉。
那MZI是怎么用到光计算里面的？马赫与曾德尔是提出实验构想，具体的干涉实现多种多样，只要是光束经过分光器，经不同路径又发生干涉，就符合大意，通称为MZI。光的加法很简单，就是两束光通过波导管传输，在波导管相遇的地方，信号被方向耦合器加在一起。而光的乘法就是MZI的干涉效应实现的，当然器件比原始的马赫-曾德尔干涉仪要小得多了，有很多改进。
单个经典的MZI：两个分光器BS，两个反射镜M，三个移相器
如图，一个经典的MZI和原始的马赫-曾德尔干涉仪大致类似，两个分光器就等于半镀镜，两个反射镜也一样。但是，多了三个移相器，入射的光也变成两个了，E1和E2两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就代表一个2 × 1的矩阵E = [E1, E2]，这个矩阵经过MZI乘以2 × 2的矩阵U，就变成另一个2 × 1的矩阵E’ = [E’1,E’2]，公式是E’ = E * U。移相器的三个角度值α/β/θ，代表相乘的2 × 2的矩阵U，U的数值是可变的（也就是可编程的），但必须是酉矩阵（unitary matrix，也叫幺正矩阵），所以矩阵的4个值用3个参数可代表。酉矩阵的定义是，它和另外一个矩阵乘，能得出对角线全是1的单位矩阵，具有一定的对称性。具体的数学公式很复杂，但大致原理并不难明白。光线在MZI里根据相位干涉，两条光路相当于两个并行的数值计算。这个MZI就代表了2 × 2的矩阵U。
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