本发明公开了一种基于偏振旋转分束器实现的光学矩阵向量乘法器，包括由半导体激光器阵列组成的多波长光源模块、由调制器阵列组成的电光转换模块、基于可重构的偏振旋转分束器阵列的信号加权模块以及由平衡探测器和跨阻放大器组成的信号累加模块。本发明采用相变材料与超表面结构结合的方式实现了可重构的偏振旋转分束器，可重构的偏振旋转分束器能够分离TE偏振模光信号和TM偏振模光信号，并通过添加偏压作为外部激励，能够改变偏振旋转分束器的相变波导表面的结晶态，从而改变TE偏振模光信号和TM偏振模光信号的比例，根据比例不同的偏振模的功率组分之差来表示权重值，可以实现权重态的精确调控，解决权重的正负态表达问题。