近日，在莊松林院士指導(dǎo)下，上海理工大學(xué)太赫茲技術(shù)創(chuàng)新團隊臧小飛教授、朱亦鳴教授聯(lián)合東方理工大學(xué)丁飛教授課題組，提出了一種集成偏振、距離與旋轉(zhuǎn)多自由度的衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Multi-DoF D2NNs)處理器。該全光處理器通過調(diào)控三層超構(gòu)表面的偏振、距離和旋轉(zhuǎn)三個自由度，實現(xiàn)了分類識別、圖像轉(zhuǎn)換、邏輯運算的八通道（多任務(wù)）處理功能。團隊進一步聯(lián)合利用多自由度的八通道輸入以及摩爾斯碼間的圖像轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了高容量與高安全的信息加密傳輸。研究成果以“集成偏振、距離、旋轉(zhuǎn)的多自由度衍射處理器和信息加密”（Integrated Polarization, Distance, and Rotation for Multi-DoF Di?ractive Processor and Information Encryption）為題發(fā)表于《先進材料》（Advanced Materials，IF=27.4，中科院一區(qū)），碩士生張騰為第一作者，臧小飛教授、朱亦鳴教授、丁飛教授為通訊作者。
基于Multi-DoF D2NNs處理器的信息加密方案
本研究針對傳統(tǒng)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自由度單一和功能集成度弱等問題，創(chuàng)新性地提出了基于多層超構(gòu)表面多自由度融合的衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)新架構(gòu)，通過集成偏振、距離和旋轉(zhuǎn)三個自由度，提升了該架構(gòu)的多任務(wù)并行處理容量。此外，基于Multi-DoFD22NNs構(gòu)建了一套高安全性全光信息傳輸框架。每個通道相當(dāng)于一個獨立的密鑰，從而將海量輸入信息拆分并分配到不同的“偏振-距離-旋轉(zhuǎn)”組合通道中，有效實現(xiàn)信息的加密。在輸出層，相關(guān)信息被轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的摩爾斯碼圖案，接收方必須同時掌握所有通道對應(yīng)的完整密鑰組合，才能準(zhǔn)確地解碼出原始信息。相關(guān)研究為光存儲、隱私保護和網(wǎng)絡(luò)通信提供了新范式。
【相關(guān)】
文章鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202506222
