近日，在莊松林院士指導下，上海理工大學太赫茲技術創新團隊臧小飛教授、朱亦鳴教授聯合東方理工大學丁飛教授課題組，提出了一種集成偏振、距離與旋轉多自由度的衍射神經網絡(Multi-DoF D2NNs)處理器。該全光處理器通過調控三層超構表面的偏振、距離和旋轉三個自由度，實現了分類識別、圖像轉換、邏輯運算的八通道（多任務）處理功能。團隊進一步聯合利用多自由度的八通道輸入以及摩爾斯碼間的圖像轉換實現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）為題發表于《先進材料》（Advanced Materials，IF=27.4，中科院一區），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
本研究針對傳統衍射神經網絡的自由度單一和功能集成度弱等問題，創新性地提出了基于多層超構表面多自由度融合的衍射神經網絡新架構，通過集成偏振、距離和旋轉三個自由度，提升了該架構的多任務并行處理容量。此外，基于Multi-DoFD22NNs構建了一套高安全性全光信息傳輸框架。每個通道相當于一個獨立的密鑰，從而將海量輸入信息拆分并分配到不同的“偏振-距離-旋轉”組合通道中，有效實現信息的加密。在輸出層，相關信息被轉換為對應的摩爾斯碼圖案，接收方必須同時掌握所有通道對應的完整密鑰組合，才能準確地解碼出原始信息。相關研究為光存儲、隱私保護和網絡通信提供了新范式。
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文章鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202506222
