《Nature》综述：光子芯片未来可期！

随着集成光子技术的日益成熟，在芯片表面构建更大、更复杂的光子电路成为可能。与电子集成电路一样，光子集成电路（photonic integrated circuits）是在芯片表面实现的。但是与电子集成电路不通的是，光子集成电路主要通过使用芯片上的光波导、光束耦合器、电光调制器、光电探测器和激光器等仪器来操作光信号，而不是电信号。电子集成电路擅长数字计算，而光子集成电路则擅长传输和处理模拟信息。因此，目前光子集成电路主要用于光纤通信、化学，生物或光谱传感器、计量、经典和量子信息处理等特定应用光子集成电路（application-specific PIC）领域，而能够适用于各种各样应用场景的可编程光子集成电路（Programmable PIC），仍然发展缓慢。

近日，比利时根特大学的Wim Bogaerts等人针对光子集成电路的波导网格的核心概念进行了解释，并阐明了波导网格如何指引光，并执行模拟矩阵和滤波操作。从网格的结构和算法、多种相关技术的堆栈、可编程的光子集成电路的应用以及前景与挑战几个方面进行综述。综述涵盖了在线性矩阵运算、量子信息处理和微波光子学等方面的潜在应用，并研究了这些通用芯片是如何通过提供一个更高层次的平台，在不需要制造定制芯片的情况下，来实现新型光学功能原型的。该研究加速未来光子电路的发展，并以题为“Programmable photonic circuits”的论文发表在最新一期的《Nature》上。

图1：通用2×2光闸

图4：用于可编程光子电路的技术堆栈。

全文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2764-0

来源：高分子科学前沿

声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！

投稿模板：

单篇报道：上海交通大学周涵、范同祥《PNAS》：薄膜一贴，从此降温不用电！

系统报道：加拿大最年轻的两院院士陈忠伟团队能源领域成果集锦

历史进展：经典回顾| 聚集诱导发光的开山之作：一篇《CC》，开启中国人引领世界新领域！