【光电通信】光计算(番外篇01)：集成光学、光计算多项研究入选“2023中国光学十大进展”

今日光电 2024-05-09 09:00

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2024年4月21日，“2023中国光学十大进展”（点击阅读原文）由中国激光杂志社重磅发布。经过评审委员会多轮遴选，评选出了“2023中国光学十大进展”（基础研究类）和“2023中国光学十大进展”（应用研究类）共计20项入选名单。

国内各大高校集成光学领域的研究人员则是持续发力， “2023中国光学十大进展”（应用研究类）10项中占据4项。

4项研究中，光计算芯片领域的研究更是直接霸榜3项，这进一步凸显了光计算技术当前正处于蓬勃发展的态势。

下面进一步展示入选的集成光学领域尤其是光计算领域的研究成果：

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集成光学领域：具有纠缠修复能力的多芯片高维量子网络

北京大学王剑威团队和浙江大学戴道锌团队联合攻关，发展出了硅基大规模光量子芯片调控、片上多维混合复用量子调控等关键技术及核心器件，提出了一种高维量子纠缠自修复方法，可快速恢复在复杂介质传输中已退化的高维纠缠，最终实现了具有纠缠修复能力的多芯片高维量子网络，为进一步构建大规模、可实用化量子网络开辟了新路径。

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光计算领域：高速视觉任务中的纯模拟光电芯片

清华大学自动化系和电子工程系联合团队提出一种纯模拟光电融合计算芯片，智能视觉任务中国际上首次实测光电计算可以在系统层面，达到高性能GPU算力的三千余倍，能效的四百万余倍。绕过ADC速度、精度与功耗相互制约的物理瓶颈，在一枚芯片上突破大规模计算单元集成、高效非线性、高速光电接口三个关键瓶颈，证明了光子计算在诸多AI任务中的优越性。

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光计算领域：片上红外光电逻辑门智能芯片

中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室胡伟达研究团队联合国科大杭州高等研究院、浙江大学团队在片上红外光电逻辑门智能芯片研究方面取得了重要进展。研究团队基于多波导定点耦合与范德华异质界面级联的局域场光电联合调控新机制，突破传统红外探测器自由空间调制的研究范式，首次提出片上多波导集成红外光电逻辑门架构，解决红外通讯波段非线性复杂逻辑功能难以构建的瓶颈，为高集成度红外光电智能芯片的实现提出了理想方案。

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光计算领域：基于多模干涉的超高集成度光学卷积处理器

中国科学院半导体研究所集成光电子材料与器件重点实验室李明、祝宁华院士团队借助空-时变换结合波分复用技术，采用多模干涉机理，成功研制了一款超高算力密度光学卷积智能处理芯片，创造了目前光计算芯片最高算力密度记录，该芯片调控单元数量随矩阵规模呈线性增长，有效缓解了光计算芯片规模扩展的难题，为解决光计算芯片大规模集成探索了一个新的方向。