世界首颗超高并行光计算芯片问世

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“我们在光芯片上实现了逾 100 波长复用的信息交互与计算，论证了高密度片上信息并行处理，为提升光计算芯片算力拓展了新途径。”谢鹏对 DeepTech 表示。

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所（以下简称“上海光机所”）谢鹏研究员团队成功研制出世界首颗超高并行光计算集成芯片——“流星一号”，首次在光芯片上实现超 100 并行度的光子计算，创造了领域新纪录。该光计算芯片在 50GHz 光学主频下，理论峰值算力可达 2560TOPS，这一算力指标基本对标英伟达先进 GPU 芯片。

研究人员围绕光计算并行度这一关键瓶颈，提出了超高并行光子计算新架构，并自主研制出具有大带宽（＞40nm）、低损耗、可重构特性的光计算芯片。

谢鹏指出，扩展计算并行度是光计算性能提升的关键一环，可拓展算力边界，也是呈现光子并行优越性的标志。

审稿人对该研究评价称：“我认为这一成果标志着光计算系统在光谱处理和光学机器学习领域取得了重要突破。”

光计算凭借高主频、高并行、大带宽等天然优势，通过提升并行度可显著提高计算密度和算力。这种并行光计算架构在人工智能和数据中心等场景具有广阔应用前景：

一方面，为具身智能、神经网络（依赖大量矩阵乘法运算）、物理仿真（涉及多节点函数映射）和图像处理等领域提供高效解决方案；另一方面，光子计算的低时延特性，也适用于端侧小数据量但对时延性要求高的场景，如通信交换网络、无人机集群等。

近日，相关论文以《具备 100 波长复用能力的并行光计算》（Parallel Optical Computing Capable of 100-Wavelength Multiplexing）为题，以封面论文形式发表在 eLight[1]。

上海光机所博士后于潇、沙方圆、北京大学魏子淇（上海光机所实习生）为共同第一作者，上海光机所韩溪林工程师、新加坡南洋理工大学 Guangwei Hu 南洋助理教授和上海光机所谢鹏研究员担任共同通讯作者。