在“90”之后，团队突破了“信息并行度墙”，开发了非常高的并行光计算芯片

中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部谢鹏研究人员团队在非常高的并行光计算集成芯片研究方面取得了进展，通过创新的方式解决了“光芯片上高密度信息并行计算”的问题。结合自主研发的多波长光源芯片、大带宽光交互芯片、可重构光计算芯片、高精度光矩阵驱动芯片和并行光电混合计算算法，成功研发出非常高的并行光计算集成芯片——“流星一号”，完成了并行度>100的光计算原型验证系统。6月17日，相关研究成果以封面论文。

审稿人认为“这一结果是光子计算、光学人工智能等领域的重大突破”。

光计算是非冯吗?诺伊曼的结构代表以光子为载体，实现信息传递、交互和计算;它是后摩尔时代破解高维张量计算、复杂图像处理等大规模数据快速计算的核心技术之一，具有可扩展、低功耗、快速、宽带宽、高并行性的天然优势。

谢鹏表示，光子计算从前瞻性技术向实用技术迈进，需要突破三大瓶颈:芯片矩阵规模、光学主频和光子信息处理的并行性。目前，光计算芯片的矩阵规模和光学主频性能的提高呈现出接近物理极限和工艺极限的趋势。有效扩大计算并行性是光计算技术的前沿发展方向之一。光计算芯片的计算率可以通过在电影中重用多维信息来进一步提高2-3个量级，从而增加信息吞吐量。

研究团队在融合多波长灯源、高速光交互、可重构光计算、高精度光矩阵驱动、并行光电混合计算的基础上，成功开发了全新的光计算集成芯片系统，破解了光计算芯片信息高密度信道串扰抑制、低时延光信号高精度同步、跨尺度高密度器件集成等关键挑战，并在实验中实现了并行度>100的光计算原型验证系统。在50GHz光学主频下，该系统的单芯片理论峰值算率>2560TOPS，功耗3。TOPS/W。

研究突破了光计算的计算密度瓶颈，推动了光计算向产品化技术迈进了一步，给光子计算机带来了发展低功耗、低延迟、高速率、大算率的概率。

谢鹏表示，突破光计算并行性瓶颈是释放光子并行性优势的重要体现。百波长级波分复用呈量级增加信息通量，还引入了高密度信号串扰、密集光电转换等新问题。下一阶段，团队将重点提高核心设备和算法，进一步提高并行光计算的准确性、功耗比和系统稳定性。