光学计算

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光学神经引擎高效求解偏微分方程 为下一代高性能计算技术发展开辟新方向
科技日报· 2025-06-17 07:44
光学计算技术突破 - 美国犹他大学工程学院团队在《自然·通讯》发表研究,提出将偏微分方程信息编码到光波中,通过新型光学设备光学神经引擎(ONE)进行高效处理,标志着光学计算从理论探索向实际应用迈出重要一步 [1] - 偏微分方程用于描述多变量相互作用关系,在模拟复杂物理、工程和自然现象中具有强大预测能力,但传统求解方法需要大量时间和计算资源,限制实时或大规模应用 [1] - ONE系统结合衍射光学神经网络和光学矩阵乘法器技术优势,采用光学方法建模偏微分方程,利用光波特性表示方程变量,光信号通过光学元件演化最终呈现方程解 [1] 技术原理与性能 - ONE借鉴机器学习神经网络基本原理,在光学领域利用光子器件实现类似功能,相比传统电子神经网络速度更快、能耗更低 [2] - 团队测试了达西流方程、静磁泊松方程和纳维-斯托克斯方程等经典偏微分方程,结果显示ONE在复杂问题上表现出良好适应性和准确性 [2] 应用前景 - 该研究成果为大规模科学计算和工程仿真提供多功能、高效率的全新平台 [2] - 技术有望在地质建模、芯片设计、气候模拟等多个关键领域产生深远影响 [2]
中国半导体基础研究,超越美国
半导体芯闻· 2025-03-04 18:59
中国半导体基础研究领先优势 - 2018-2023年中国半导体相关论文数量达160,852篇,是美国的2.2倍(美国71,688篇),增长率41%显著高于美国的17% [1] - 中国在前10%高引用论文中占比近50%(23,520篇),远超美国的10,300篇 [2] - 全球半导体研究机构Top10中9家为中国机构,若计入中文论文中国领先优势或进一步扩大 [2] 技术能力国际比较 - 韩国专家评估显示,中国在高密度存储器(94.1% vs 韩国90.9%)、AI半导体(88.3% vs 84.1%)、功率半导体(79.8% vs 67.5%)等领域技术领先 [3] - 中国在下一代高性能传感技术(83.9%)略超韩国(81.3%) [3] 新兴技术突破方向 - 中国重点布局神经形态计算(模仿神经元结构提升AI效率)和光学计算(光信号传输技术),这些领域与传统半导体制造方法存在代际差异 [4] - 北京处理器研究所陈云霁团队的深度学习架构获美国学者41%引用量,商业化后可能突破美国技术封锁 [4] 技术商业化潜在影响 - 中国新型架构研究无需依赖美国现有制造技术,若实现商业化将导致美国出口管制失效 [4][5] - 乔治城大学预测中国可能通过下一代半导体技术实现从"追赶"到"超越"美国的转变 [5]