或将弯道超车！中科院传来好消息，光学卷积处理器比英伟达快数倍

中科院又立功了！

近日，中科院宣布，其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。

这款光学卷积处理单元，通过两个4×4多模干涉耦合器和四个移相器构造了三个2×2相关的实值卷积核。

团队创新性地将波分复用技术结合光的多模干涉，以波长表征Kernel元素，输入到输出的映射实现了卷积中的乘法运算过程，波分复用和光电转换实现了卷积中的加法运算，通过调节四个热调移相器实现了相关卷积核重构。

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。实验结果表明，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十分类，准确率达92.17%。与其他光计算方案相比，算力密度更高和线性扩展性更强。

目前，相关研究成果也已经发表在国际顶级学术期刊《自然-通讯》上。

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，有望避免传统计算机中冯·诺依曼架构存在的“内存墙”问题。

目前一些公司推出的新型硅光计算芯片，性能远超当前的AI算力芯片，例如根据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。

近年来光计算在AI领域呈现高速的发展，硅光芯片在所有芯片类型中增速最高，预测到2027年左右，基于硅光芯片的光模块占比将超过50%，具有广阔的应用前景。

鉴于我国在传统硅基芯片制造环节，受到了外力限制，所以在其他技术方向上，一定要打好提前量，做好技术积累和突破，争取走在世界的最前列。而硅光芯片的制造，不需要传统光刻机，所以也不存在被限制的情况。

这款超高集成度光学卷积处理器的问世，标志着我国在光计算方面有了重大突破，对人工智能正处于高速发展的态势，且AI计算芯片被美国主导的背景下，光计算具有极其重要的战略意义和实际意义。好在这次，中科院又出手了。