[新闻，资料，科普] Nature 2025：模拟光学计算机及其应用

图1  模拟光学计算机及其应用

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09430-z/figures/1

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09430-z

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09430-z

   Here we introduce an analog optical computer (AOC) that combines analog electronics and three-dimensional optics to accelerate AI inference and combinatorial optimization in a single platform.

   在这里，我们介绍了一种模拟光学计算机（AOC），它将模拟电子学和三维光学相结合，在单个平台上加速人工智能推理和组合优化。

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09430-z

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=631751

   研究团队预计，AOC 可支持参数规模在 1 亿至 20 亿之间的模型，对应需要 50 至 1000 个光学模块。如果单个光学模块能够同时处理正负权重，则所需模块数量可减少一半。AOC 所采用的所有组件，包括 microLED、光电探测器、SLM 及模拟电子器件，均已具备持续扩展的制造生态系统，能够支持晶圆级的生产。

   AOC 的运行速度和功耗决定了其能效。其速度受光电组件带宽限制，通常为 2 GHz 或更高。对于一个 1 亿权重的矩阵，使用 25 个 AOC 模块时，功耗估计为 800 W，可实现 400 Peta-OPS 的计算速度，在 8 位权重精度下的能效为每瓦 500 TOPS。相比之下，最新的 GPU 在相同精度下处理稠密矩阵时，其系统能效最高仅为每瓦 4.5 TOPS。

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=631751

参考资料：

[1] 科普中国，2025-09-04，Nature：模拟光学计算机，让AI推理能效提升百倍？

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=631751

[2] Kirill P. Kalinin, Jannes Gladrow, Jiaqi Chu, et al. Analog optical computer for AI inference and combinatorial optimization [J]. Nature, 2025-09-03

doi:  10.1038/s41586-025-09430-z

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09430-z

以前的《科学网》相关博文链接：

[1] 2025-04-30 23:46，[打听，资料] 集成光学芯片商业化：集成光路瓶颈克服了吗？（关联：integrated large-scale photonic）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1484117.html  

[2] 2025-01-28 02:23，[小资料，科普，要点] “电子瓶颈”、“集成光路的瓶颈（集成光路瓶颈）”

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1470711.html

[3] 2025-01-08 22:55，[优先权，笔记，展望] 新型数字JK触发器：“半电路、半电磁场”集成电路、“光”“电”共生集成芯片的关键判断

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1467963.html

[4] 2025-01-07 22:51，[优先权，笔记，展望] “光”“电”共生的集成芯片 （关联：延续“摩尔定律 Moore s law”）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1467814.html

[5] 2025-01-03 22:52，[打听，讨论] 谁是未来的主要计算机：超导、纳米（纳米管技术）、光学（光子）、DNA（生物）、量子计算机等

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1467265.html

[6] 2025-01-28 12:31，[请教，要点，笔记] 2025-01-28，“半电路、半电磁场”电路，集成电路，芯片

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1470749.html

[7] 2025-01-28 03:48，[汇总，要点，概念] “半电路、半电磁场”电路，集成电路，芯片

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1470712.html

[8] 2016-03-21 13:51，我们并不落后！“光电混合集成电路”随想

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-963896.html

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