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“流星一号”实物图。研究团队供图

澳门赌场上海光学精密机械研究所研究员谢鹏团队创新性地解决了“光芯片上高密度信息并行处理”的难题，融合自主研制的多波长光源芯片、大带宽光交互芯片、可重构光计算芯片、高精度光学矩阵驱动芯片及并行光电混合计算算法，成功研发超高并行光计算集成芯片——“流星一号”，实现了并行度大于100的光计算原型验证系统。相关研究成果近日以封面论文形式发表于《光：快讯》。

光子计算从前瞻性技术迈向实用性技术，需突破芯片矩阵规模、光学主频和片上光子信息处理并行度等三大瓶颈。当前，光计算芯片的矩阵规模、光学主频性能提升呈现逼近物理极限与工艺极限的趋势，有效扩展计算并行度是光计算技术前沿发展方向之一。通过片上多维信息复用提升信息吞吐量，可将光计算芯片算力提升2至3个数量级。

研究团队围绕光计算并行度提升，创新超高并行光计算架构，破解光计算芯片的信息高密度信道串扰抑制、低时延光信号高精度同步和跨尺度高密度器件集成等核心难题，在融合多波长光源、高速光交互、可重构光计算、高精度光矩阵驱动和并行光电混合计算的基础上，成功研发全新片上光计算集成芯片系统，在实验上实现了并行度大于100的光计算原型验证系统。在50GHz光学主频下，该系统的单芯片理论峰值算力大于2560TOPS，功耗比大于3.2TOPS/W。

该研究突破了光计算的计算密度瓶颈，推动光计算向实用化技术迈进了一步，为发展低功耗、低时延、高速率、大算力超级光子计算机带来了可能性。

谢鹏表示，突破光计算并行度瓶颈，是释放光子并行优越性的重要标志。下一阶段，团队将聚焦优化核心器件、算法，进一步提升高并行光计算的精确度、功耗比和系统稳定性等。

相关论文信息：https://doi.org/10.1186/s43593-025-00088-8

（原载于《中国科学报》?2025-06-25?第1版?要闻）