近日，在庄松林院士指导下，上海理工大学太赫兹技术创新团队臧小飞教授、朱亦鸣教授联合东方理工大学丁飞教授课题组，提出了一种集成偏振、距离与旋转多自由度的衍射神经网络(Multi-DoF D2NNs)处理器。该全光处理器通过调控三层超构表面的偏振、距离和旋转三个自由度，实现了分类识别、图像转换、逻辑运算的八通道（多任务）处理功能。团队进一步联合利用多自由度的八通道输入以及摩尔斯码间的图像转换实现了高容量与高安全的信息加密传输。研究成果以“集成偏振、距离、旋转的多自由度衍射处理器和信息加密”（Integrated Polarization, Distance, and Rotation for Multi-DoF Diffractive Processor and Information Encryption）为题发表于《先进材料》（Advanced Materials，IF=27.4，中科院一区），硕士生张腾为第一作者，臧小飞教授、朱亦鸣教授、丁飞教授为通讯作者。
基于Multi-DoF D2NNs处理器的信息加密方案
本研究针对传统衍射神经网络的自由度单一和功能集成度弱等问题，创新性地提出了基于多层超构表面多自由度融合的衍射神经网络新架构，通过集成偏振、距离和旋转三个自由度，提升了该架构的多任务并行处理容量。此外，基于Multi-DoFD22NNs构建了一套高安全性全光信息传输框架。每个通道相当于一个独立的密钥，从而将海量输入信息拆分并分配到不同的“偏振-距离-旋转”组合通道中，有效实现信息的加密。在输出层，相关信息被转换为对应的摩尔斯码图案，接收方必须同时掌握所有通道对应的完整密钥组合，才能准确地解码出原始信息。相关研究为光存储、隐私保护和网络通信提供了新范式。
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文章链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202506222
