光子芯片革命：6纳秒处理1000亿像素

近期，一项令人瞩目的科技突破：清华大学的研究人员开发出了一种新的智能光子感知计算芯片，能够在纳秒级时间内处理、传输和重建图像。

光子芯片如何工作？

这款光子芯片之所以能够实现如此快速的处理速度，是因为它跳过了传统芯片所需的光电子数据转换过程。传统的机器视觉技术需要将光学数据转换为电子数据，然后再进行处理和分析，这一过程往往需要较长的时间。清华大学的研究团队通过在光学领域内集成感知和计算，克服了这一瓶颈。

边缘计算的需求

随着智能手机、智能汽车和笔记本电脑等边缘设备的普及，图像数据处理需求呈爆炸式增长。传统方法依赖于将数据传输到远程服务器进行处理，这导致了延迟。研究人员表示：“在快速发展的AI时代，边缘计算要求数据在设备上进行处理，以加快决策速度。”

光子并行计算阵列芯片

该研究团队开发了一种光子并行计算阵列（OPCA）芯片，这种芯片使用环形谐振器阵列将光学图像转换为二维光强度表示，并通过微透镜阵列引导到芯片上。该芯片具有每秒处理1000亿像素的带宽，响应时间仅为6纳秒。

全光神经网络

由于数据以光信号形式处理，研究人员利用这一特性开发了一种全光神经网络，并将其用于边缘设备上的分类任务。每个感知计算单元可以重新配置，作为可编程神经元，根据输入和权重生成光调制输出。这种神经网络通过单一波导连接所有感知计算神经元，实现输入信息与输出之间的全光连接。

展望未来

研究团队已经成功地将该芯片用于手绘图像分类和图像卷积任务，展示了其处理复杂任务的能力。未来，研究团队计划扩大OPCA芯片的整体规模，并提高神经网络的处理能力，以实现商业化应用。获取更多有价值信息 访问：https://byteclicks.com

研究成果已发表在《Optica》期刊上。