Các Nhà Nghiên Cứu CAS Đạt Tiến Bộ Trong Kiến Trúc Tính Toán Quang Học Đa Chiều
Các nhà nghiên cứu tại Viện Khí cơ Quang học Chính xác Thượng Hải thuộc CAS đã phát triển một kiến trúc tính toán quang học đa chiều, công bố trên tạp chí Laser & Photonics Reviews. Dựa trên chip tích hợp 'Lưu Tinh-1' (Meteor-1), nhóm đã đạt được 108 kênh bước sóng song song trên mỗi lõi trong hệ thống ba lõi, mang lại tổng độ song song tính toán lên tới 324. Kiến trúc này cho thấy việc kết hợp dồn kênh theo chiều dài sóng và dồn kênh theo không gian có thể mở rộng đáng kể mật độ và khả năng tính toán song song quang học cho các tác vụ AI. Đây là một hướng đi phần cứng triển vọng giúp vượt qua nút thắt cổ chai về băng thông liên kết và giới hạn năng lượng của vi xử lý điện tử trong các tác vụ phức tạp như xử lý ảnh viễn thám theo thời gian thực. Kiến trúc này cho phép nhiều tác vụ chia sẻ các mạng quang phía trước (front-end) trong khi sử dụng phần xử lý phía sau (back-end) chuyên dụng, đạt được khả năng chia sẻ mạng ma trận giữa hai tác vụ riêng biệt. Trong các thử nghiệm cuộn quang học (convolution) trên dải quang phổ rộng, hệ thống duy trì sai số căn trung bình bình phương (RMSE) dưới 0.08 so me với điện tử chuẩn và đạt độ chính xác 84,5% trong việc đăng ký và nhận dạng ảnh viễn thám.
## KIẾN THỨC NỀN
Tính toán quang học (optical computing) sử dụng hạt photon thay vì electron để thực hiện các phép toán đại số như nhân ma trận ở tốc độ cao với mức tiêu thụ năng lượng thấp. Các lõi tensor quang học khai thác kỹ thuật dồn kênh, chẳng hạn như dồn kênh theo chiều dài sóng (WDM), để xử lý đồng thời nhiều luồng dữ liệu trên một chip duy nhất, mang lại hiệu suất vượt trội so với các vi xử lý silicon truyền thống.