1 中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室，上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电学院，北京 100049
3 暨南大学光子技术研究院，广东 广州 510632
受益于光子独特的优势，光计算技术在构建高速、高算力和高能效比的专用计算加速器方面被寄予厚望，目前已经涌现出了许多极具吸引力的方案。特别是对于涉及运算量巨大的二维矩阵-矩阵乘加操作的专用场景，光计算有望在算力和能效比等方面实现超越当前最先进电子计算机几个数量级的性能提升。不同于电子计算通过构建逻辑门实现通用数字计算，主要受深度学习驱动而复兴的光计算更倾向于模拟计算。本文从模拟和数字光计算的角度出发对主流的光计算架构进行分析和讨论，指出了目前光计算技术发展面临的瓶颈，并对光计算未来的发展趋势进行了展望。
光计算 模拟光计算 数字光计算 光计算架构 光学矩阵计算 光学神经网络 光电智能计算 光学信号处理
研究了光学负二进制并行算术运算。基于符号数字负二进制表达，提出了任意字长操作数的并行两步加法与一步减法。这些基本运算都可通过空间编码与解码的光学逻辑实现，从而提供了一种有效的光学算术－逻辑单元(ALU)设计方案。
数字光计算 光逻辑 并行处理
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
建立一套新颖的光学负二进制并行算法体系,包括加权-移位加法、列阵乘法等。一切运算无符号位、无进位、无再编码。利用两层阵列可实现高精度的复数运算,三层阵列可实现复数矩阵-矢量运算。该算法体系非常适合于光学执行。相应地,文中给出了两层列阵复数相乘光学系统及实验结果。原理上,该算法是可级联的。
数字光计算 并行处理 数字编码 列阵处理
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
基于多重成像原理,在本文中提出一种光学并行图像逻辑处理系统.对输入图案用两个正像和两个补像进行编码.通过光调制器控制,可以实现逻辑操作的实时可编程.而且,该系统可以通过控制一组四个偏振片的状态实现独立的双输出逻辑通道,每一个输出通道各有十六种逻辑功能.文中也给出了实验结果.
数字光计算 光逻辑 并行处理
基于双轨逻辑,本文提出一种可级联的并行二值逻辑门。所有十六种二值逻辑运算可以采用偏振半波相延编程来实现。也提出了用电光晶体实现实时编程的方法。本文中给出了实验结果。
数字光计算 光逻辑 双轨逻辑 并行处理
本文给出了执行光学并行阵列逻辑的一种新的空间振幅编码图形法的原理和特性。为了设计高速并行复合运算,本文还给出了系统的算法,并澄清了AND和OR阵列门的物理意义。也给出了在8f相干光学处理系统中执行的16种复合逻辑运算的结果。
数字光计算 光学阵列逻辑 空间编码图形法
