中科院光芯片取得重大突破

日前，中国科学院发布消息称，中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室微波光电子课题组李明研究员－祝宁华院士团队研制出一款超高集成度光学卷积处理器。相关研究成果以Compact opticalconvolution processing unit based on multimodeinterference 为题，发表在《自然－通讯》上。

该团队提出的光学卷积处理单元实验验证了手写数字图像特征提取和分类能力。结果表明，图像特征提取精度达到5 bit；对来自MNIST 手写数字数据库的手写数字进行分类，准确率达92.17%。与其他光计算方案相比，该方案具有如下优点：（1）高算力密度：将光波分复用技术与光多模干涉技术相结合，采用4 个调控单元实现3 个2×2 实值Kernel 并行运算，算力密度达到12.74-T MACs/s/mm2。（2）线性扩展性：调控单元数量随着矩阵规模线性增长，具有很强的大规模集成的潜力。

这标志着我国在光计算方面有了重大突破。中信建投更是直接喊出此项技术的突破在AI 领域具有广阔前景。据了解，光计算是一种利用光波作为载体进行信息处理的技术，具有大带宽、低延时、低功耗等优点，提供了一种“传输即计算，结构即功能”的计算架构，有望避免冯·诺依曼计算范式中存在的数据潮汐传输问题。

中信建投指出，近年来光计算在AI 领域呈现高速的发展，具有广阔的应用前景。以Lightmatter 和Lightelligence 為代表的公司，推出了新型的硅光计算芯片，性能远超目前的AI 算力芯片，据Lightmatter 的数据，他们推出的Envise 芯片的运行速度比英伟达的A100 芯片快1.5 到10 倍。