本技术涉及光学，尤其涉及一种光学系统、数据处理方法和计算系统。
背景技术：
1、基于深度神经网络的深度学习技术目前已广泛应用于语音识别、图像处理、医疗诊断、自动驾驶等领域。
2、深度神经网络主要分为前馈神经网络和循环神经网络，其中，循环神经网络内部存在从后向前的反馈连接，具有记忆和联想的能力，能够实现动态系统中时序信息的处理和预测，因此得到大量的研究。在循环神经网络中，储备池计算(reservoir computing，rc)模型架构简单、训练难度低，因而得到了越来越广泛的应用。
3、然而，rc模型需要较大的节点规模才能实现较高的计算精度，这就对硬件有比较高的要求，而目前的储备池计算系统大多难以满足要求，普遍存在功耗较高、计算速度不够高的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本技术提供一种光学系统、数据处理方法和计算系统，用于降低储备池计算系统的功耗，提高储备池计算系统的计算速度。
2、为了实现上述目的，第一方面，本技术实施例提供一种光学系统，包括：依次光连接的光源模块、光调制模块、光延时模块、非线性光学模块和光探测模块，其中：
3、光源模块用于产生多路光载波信号；
4、光调制模块用于将待处理的多个信号数据序列调制到各光载波信号上，输出多路调制光信号；
5、光延时模块用于对每路调制光信号进行分光和延时，输出延时光信号，其中，每路调制光信号对应多路具有不同延迟时间的延时光信号；
6、非线性光学模块用于基于非线性光学效应将各延时光信号转换成多束目标光信号，多束目标光信号用于指示各延时光信号对应的信号数据以及多个信号数据乘积，每个信号数据乘积为至少两路延时光信号对应的信号数据的乘积；
7、光探测模块用于对各目标光信号进行解调，输出各目标光信号对应的目标信号数据。
8、本实施例提供的光学系统，光源模块和光调制模块可以实现信号数据的光传输，光延时模块可以实现ngrc算法的线性升维过程，非线性光学模块可以实现ngrc算法的非线性映射过程，光探测模块可以实现ngrc特征空间中信号数据的解调过程，从而，上述光学系统的各个模块相互协作，可以实现ngrc算法的储备池计算功能，整个过程为全光处理，因而可以有效降低系统功耗，提升计算速度，而且，光学系统可以不依赖高制程的工艺，因而相比于集成电路芯片实现ngrc储备池计算功能的方式，可以降低工艺要求，此外，光学系统运行不受电磁干扰影响，因而可以提高计算稳定性。
9、在第一方面的一种可能的实施方式中，各光载波信号的波长不同。这样，后续可以通过光载波信号的波长区分所承载的信号数据，从而可以简化后面的光处理模块(比如非线性光学模块和光探测模块)，降低系统复杂度。
10、在第一方面的一种可能的实施方式中，光延时模块包括：与调制光信号一一对应的多个第一光分束器，以及，与第一光分束器一一对应的多个光延时器；
11、第一光分束器用于将对应的调制光信号分为多束子调制光信号；
12、光延时器用于接收对应的第一光分束器输出的各束子调制光信号，对接收的各束子调制光信号进行不同程度的延迟，输出多路延时光信号。
13、在第一方面的一种可能的实施方式中，光延时器包括与所接收的子调制光信号一一对应的多条光波导，多条光波导包括：直通波导和延时波导。
14、上述实施方式中，采用光波导实现光延时器，可以提高延时精度；通过采用直通波导，可以降低减少所需的延时波导的延迟时间，从而可以降低光延时模块的结构复杂度。
15、在第一方面的一种可能的实施方式中，光延时模块所输出的延时光信号的延迟时间可调。这样可以提高系统的灵活性。
16、在第一方面的一种可能的实施方式中，非线性光学模块包括路由模块和多条非线性波导，每条非线性波导用于接收多路延时光信号，输出一束目标光信号；
17、路由模块用于将各延时光信号路由到对应的非线性波导。
18、上述实施方式中，通过采用非线性波导，可以降低结构复杂度。
19、在第一方面的一种可能的实施方式中，路由模块包括：与至少一路延时光信号对应的第二光分束器，以及，与非线性波导一一对应的多个光合束器；
20、第二光分束器用于将对应的延时光信号分为多束子延时光信号，每条非线性波导具体用于接收多路延时光信号的子延时光信号；
21、光合束器通过光波导与对应的第二光分束器连接，用于将多束子延时光信号合并为一束后输出给对应的非线性波导。
22、在第一方面的一种可能的实施方式中，非线性波导为周期极化铌酸锂波导。这样便于实现非线性效应的相位匹配条件，从而提高非线性过程的能量转换效率。
23、在第一方面的一种可能的实施方式中，光源模块包括多个激光器，每个激光器用于产生一路光载波信号。这样可以方便地实现光载波信号的不同波长需求，并可以降低实现难度和系统成本。
24、在第一方面的一种可能的实施方式中，光调制模块包括与光载波信号一一对应的多个调制器，调制器用于将接收的信号数据序列调制到对应的光载波信号上。这样可以降低实现难度和系统成本。
25、在第一方面的一种可能的实施方式中，光探测模块包括与目标光信号一一对应的多个探测器，探测器用于解调对应的目标光信号中的目标信号数据。这样可以降低实现难度和系统成本。
26、在第一方面的一种可能的实施方式中，光调制模块、光延时模块和非线性光学模块中的多个模块集成在同一铌酸锂芯片上。这样可以提高集成度，简化制作工艺，并且可以提高相位稳定性。
27、第二方面，本技术实施例提供一种数据处理方法，该方法包括：
28、产生多路光载波信号；
29、将待处理的多个信号数据序列调制到各光载波信号上，输出多路调制光信号；
30、对每路调制光信号进行分光和延时，输出延时光信号，其中，每路调制光信号对应多路具有不同延迟时间的延时光信号；
31、基于非线性光学效应将各延时光信号转换成多束目标光信号，多束目标光信号用于指示各延时光信号对应的信号数据以及多个信号数据乘积，每个信号数据乘积为至少两路延时光信号对应的信号数据的乘积；
32、对各目标光信号进行解调，输出各目标光信号对应的目标信号数据。
33、在第二方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：
34、将各目标信号数据与权重矩阵相乘，得到目标计算结果。
35、在第二方面的一种可能的实施方式中，在将各目标信号数据与权重矩阵相乘之前，该方法还包括：
36、采用样本数据集对ngrc模型进行训练，得到权重矩阵。
37、第三方面，本技术实施例提供一种计算系统，包括：计算设备和第一方面所述的光学系统，计算设备用于向光学系统中的光调制模块输出信号数据序列，并接收光学系统中的光探测模块解调出的目标信号数据，将各目标信号数据与权重矩阵相乘，得到目标计算结果。
38、第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面所述的方法。
39、第五方面，本技术实施例提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第二方面所述的方法。
40、第六方面，本技术实施例提供一种芯片系统，包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现上述第二方面所述的方法。其中，所述芯片系统可以为单个芯片，或者多个芯片组成的芯片模组。
41、可以理解的是，上述第二方面至第六方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
1.一种光学系统，其特征在于，包括：依次光连接的光源模块、光调制模块、光延时模块、非线性光学模块和光探测模块，其中：
2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，各所述光载波信号的波长不同。
3.根据权利要求1或2所述的光学系统，其特征在于，所述光延时模块包括：与所述调制光信号一一对应的多个第一光分束器，以及，与所述第一光分束器一一对应的多个光延时器；
4.根据权利要求3所述的光学系统，其特征在于，所述光延时器包括与所接收的子调制光信号一一对应的多条光波导，所述多条光波导包括：直通波导和延时波导。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光延时模块所输出的延时光信号的延迟时间可调。
6.根据权利要求1-5任一项所述的光学系统，其特征在于，所述非线性光学模块包括路由模块和多条非线性波导，每条非线性波导用于接收多路延时光信号，输出一束目标光信号；
7.根据权利要求6所述的光学系统，其特征在于，所述路由模块包括：与至少一路延时光信号对应的第二光分束器，以及，与所述非线性波导一一对应的多个光合束器；
8.根据权利要求6或7所述的光学系统，其特征在于，所述非线性波导为周期极化铌酸锂波导。
9.根据权利要求1-8任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光源模块包括多个激光器，每个激光器用于产生一路所述光载波信号。
10.根据权利要求1-9任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光调制模块包括与所述光载波信号一一对应的多个调制器，所述调制器用于将接收的信号数据序列调制到对应的光载波信号上。
11.根据权利要求1-10任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光探测模块包括与所述目标光信号一一对应的多个探测器，所述探测器用于解调对应的目标光信号中的目标信号数据。
12.根据权利要求1-11任一项所述的光学系统，其特征在于，所述光调制模块、所述光延时模块和所述非线性光学模块中的多个模块集成在同一铌酸锂芯片上。
13.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述将各所述目标信号数据与权重矩阵相乘之前，所述方法还包括：
16.一种计算系统，其特征在于，包括：计算设备和如权利要求1-12任一项所述的光学系统，所述计算设备用于向所述光学系统中的光调制模块输出所述信号数据序列，并接收所述光学系统中的光探测模块解调出的目标信号数据，将各所述目标信号数据与权重矩阵相乘，得到目标计算结果。
