還記得十幾年的軟硬之爭嗎？硬件的發(fā)展跟不上軟件的發(fā)展速度，這種步調(diào)不一致，也影響了世界各方面的發(fā)展和進(jìn)步。

今天，時下最流行的就是AI, 幾年前的區(qū)塊鏈，去年的元宇宙， 它們?nèi)慷加龅搅艘粯拥膯栴}----硬件，它們?nèi)慷计惹械男枰酒倪M(jìn)步。 也就是說算法雖好，但是算力不夠，在很多方面也是白費(fèi)事。

除了GPU的迭代之外， 還有一個方面也許是未來AI的解決之道-----光學(xué)卷積處理器。

光學(xué)卷積處理器是一種利用光學(xué)器件實現(xiàn)卷積運(yùn)算的設(shè)備，它利用光學(xué)器件對光的幅度和相位進(jìn)行調(diào)制，實現(xiàn)高速、高精度、低功耗的卷積運(yùn)算。

它的基本原理是將待處理的圖像和卷積核分別轉(zhuǎn)換成光學(xué)信號，然后利用光學(xué)器件實現(xiàn)它們的卷積運(yùn)算，最后再將結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號輸出。

它的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個方面：速度和能效比。由于光學(xué)器件具有極高的運(yùn)算速度，光學(xué)卷積處理器可以實現(xiàn)非?？焖俚木矸e運(yùn)算，比傳統(tǒng)的數(shù)字卷積處理器要快得多。同時，光學(xué)器件的能耗非常低，因此光學(xué)卷積處理器的能效比也非常高，可以大大降低運(yùn)算成本。

它的應(yīng)用范圍非常廣泛，主要涉及到圖像處理、模式識別、人工智能等領(lǐng)域。例如，在圖像處理領(lǐng)域，光學(xué)卷積處理器可以用于圖像的去模糊、去噪、增強(qiáng)等操作；在模式識別領(lǐng)域，光學(xué)卷積處理器可以用于人臉識別、指紋識別等操作；在人工智能領(lǐng)域，光學(xué)卷積處理器可以用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的訓(xùn)練和運(yùn)行等操作。

目前世界上的研究者正在不斷探索和開發(fā)光學(xué)卷積處理器，取得了一些進(jìn)展。以下是一些值得注意的研究成果：

1、提高光學(xué)器件的性能：為了提高光學(xué)卷積處理器的性能，研究者們正在開發(fā)新型的光學(xué)器件，例如基于光子晶體的器件、基于量子點(diǎn)的器件等，這些器件具有更高的光學(xué)性能和更低的能耗。

2、發(fā)展新的光學(xué)卷積算法：為了進(jìn)一步提高光學(xué)卷積處理器的性能，研究者們正在發(fā)展新的光學(xué)卷積算法，例如基于深度學(xué)習(xí)的光學(xué)卷積算法、基于壓縮感知的光學(xué)卷積算法等，這些算法可以在保證卷積精度的同時，進(jìn)一步提高運(yùn)算速度和能效比。

3、實現(xiàn)光電混合卷積處理器：為了更好地發(fā)揮光學(xué)卷積處理器的優(yōu)勢，研究者們正在研究實現(xiàn)光電混合卷積處理器，即將光學(xué)器件和電子器件結(jié)合起來，實現(xiàn)更靈活、更高效的卷積運(yùn)算。

對于中國來說， 我們迎來了一個重大的好消息，2023年5月31日，中國科學(xué)院發(fā)布消息稱，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實驗室微波光電子課題組李明研究員-祝寧華院士團(tuán)隊研制出一款超高集成度光學(xué)卷積處理器。 據(jù)說比GPU快10倍，而且不需要光刻機(jī)。

本來在AI算法的研究領(lǐng)域落后的中國團(tuán)隊，也許能夠在光學(xué)卷積處理器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。