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2024年4月21日,“2023中國光學十大進展”(點擊閱讀原文)由中國激光雜志社重磅發布。經過評審委員會多輪遴選,評選出了“2023中國光學十大進展”(基礎研究類)和“2023中國光學十大進展”(應用研究類)共計20項入選名單。
國內各大高校集成光學領域的研究人員則是持續發力, “2023中國光學十大進展”(應用研究類)10項中占據4項。
4項研究中,光計算芯片領域的研究更是直接霸榜3項,這進一步凸顯了光計算技術當前正處于蓬勃發展的態勢。
下面進一步展示入選的集成光學領域尤其是光計算領域的研究成果:
集成光學領域:具有糾纏修復能力的多芯片高維量子網絡
北京大學王劍威團隊和浙江大學戴道鋅團隊聯合攻關,發展出了硅基大規模光量子芯片調控、片上多維混合復用量子調控等關鍵技術及核心器件,提出了一種高維量子糾纏自修復方法,可快速恢復在復雜介質傳輸中已退化的高維糾纏,最終實現了具有糾纏修復能力的多芯片高維量子網絡,為進一步構建大規模、可實用化量子網絡開辟了新路徑。
清華大學自動化系和電子工程系聯合團隊提出一種純模擬光電融合計算芯片,智能視覺任務中國際上首次實測光電計算可以在系統層面,達到高性能GPU算力的三千余倍,能效的四百萬余倍。繞過ADC速度、精度與功耗相互制約的物理瓶頸,在一枚芯片上突破大規模計算單元集成、高效非線性、高速光電接口三個關鍵瓶頸,證明了光子計算在諸多AI任務中的優越性。
中國科學院上海技術物理研究所紅外物理國家重點實驗室胡偉達研究團隊聯合國科大杭州高等研究院、浙江大學團隊在片上紅外光電邏輯門智能芯片研究方面取得了重要進展。研究團隊基于多波導定點耦合與范德華異質界面級聯的局域場光電聯合調控新機制,突破傳統紅外探測器自由空間調制的研究范式,首次提出片上多波導集成紅外光電邏輯門架構,解決紅外通訊波段非線性復雜邏輯功能難以構建的瓶頸,為高集成度紅外光電智能芯片的實現提出了理想方案。
光計算領域:基于多模干涉的超高集成度光學卷積處理器中國科學院半導體研究所集成光電子材料與器件重點實驗室李明、祝寧華院士團隊借助空-時變換結合波分復用技術,采用多模干涉機理,成功研制了一款超高算力密度光學卷積智能處理芯片,創造了目前光計算芯片最高算力密度記錄,該芯片調控單元數量隨矩陣規模呈線性增長,有效緩解了光計算芯片規模擴展的難題,為解決光計算芯片大規模集成探索了一個新的方向。
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