光子計算能夠更快、更節能地處理視覺數據。然而，可部署系統的實驗優勢仍然是一個挑戰，因為復雜的光學非線性，用于下行數字處理的模數轉換器(ADC)的相當大的功耗，以及對噪聲和系統錯誤的脆弱性。
在這里，清華大學Qionghai Dai，Lu Fang，Jiamin Wu，Fei Qiao提出了一種結合電子和光計算的全模擬芯片(ACCEL)。它的系統能效為每瓦每秒74.8Peta運算，計算速度為每秒4.6Peta運算(超過99%由光學實現)，分別比最先進的計算處理器高出三個數量級和一個數量級。
文章要點
1）研究人員在采用衍射光計算作為特征提取的光學編碼器后，光感應光電流直接在集成的模擬計算芯片中進行進一步計算，不需要模數轉換器，每幀的計算延遲為72?ns。
2）在光電計算和自適應訓練的聯合優化下，ACCEL在實驗中對Fashion-MNIST、3類ImageNet分類和延時視頻識別任務分別獲得了85.5%、82.0%和92.6%的競爭性分類準確率，同時在弱光條件下(每幀0.14?FJ?μm?2)表現出卓越的系統魯棒性。
ACCEL可用于可穿戴設備、自動駕駛和工業檢測等廣泛應用。
參考文獻
Chen, Y., Nazhamaiti, M., Xu, H. et al. All-analog photoelectronic chip for high-speed vision tasks. Nature (2023).
DOI：10.1038/s41586-023-06558-8
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06558-8
