Optoelectronic Physical Unclonable Functions and Reservoir-Inspired Computation with Low Symmetry Integrated Photonics
Notice bibliographique
Résumé
Emerging applications of photonics in computing, sensing, and security increasingly demand complex input–output behaviors, including highly nonlinear transformations of optical signals. Traditional photonic systems rely on highly structured components with symmetric geometries and low-entropy modal responses to achieve predictable and analytically describable behavior. To achieve expressive functionality, this paradigm often requires large networks of fabrication-sensitive interferometers or resonators and substantial hardware error correction to restore deterministic operation. Here, we demonstrate an alternative paradigm rooted in low-symmetry, disordered integrated photonic circuits, which provide intrinsically enhanced modal diversity and spectral complexity, enabling highly nonlinear transformations of input signals into information-rich outputs. Our devices, physically unclonable moiré quasicrystal interferometers integrated on a silicon photonics platform, exhibit aperiodic and reconfigurable spectral responses and are characterized by analyticity breaking and erasable mutual information. Using dynamic thermo-optic control to drive their complex spectral dynamics, we demonstrate that these devices function as reconfigurable physical unclonable functions (rPUFs). We also highlight their ability to perform high-dimensional input–output transformations, emulating reservoir-inspired information processing in a compact photonic platform. This work bridges the gap between engineered and natural complexity in photonic systems, revealing new opportunities for scalable, energy-efficient, and information-dense optoelectronics with applications in secure communications, hardware security, advanced sensing, and optical information processing. Our results establish low-symmetry integrated photonics as a powerful resource for complex signal manipulation in photonic systems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».