揭秘光子储存库:通过拉伸域上的随机傅里叶编码增强表达能力

光子储备计算(RC)系统利用光波的复杂传播和非线性相互作用来完成信息处理任务。这些系统结合了光学数据编码(在光场振幅和/或相位层面)、随机散射以及非线性检测技术,生成可通过线性读出层处理的特征。该研究团队提出了一种新型散射辅助光子储备编码方案,其核心思想是将输入相位在光波固有周期[0,2π)范围内进行多次人为折叠。研究表明,这种折叠操作不仅不会因丧失双射性而损害非线性可分离性,反而能显著提升储备系统在回归与分类任务中的预测性能,这些性能在标准2π周期内是无法实现的。该工作揭示,这种反直觉效应源于编码过程引入的随机合成频率组之间的非线性干涉,由此产生的丰富特征空间同时覆盖了数据的特征维度与样本维度。这些发现凸显了工程化相位折叠作为相位编码RC系统计算资源的潜力,为基于拓扑和几何拉伸的新型物理计算平台设计与优化开辟了新路径。

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