撰稿人：董晓文（华为技术有限公司）、沈亦晨（上海曦智科技有限公司）

1.      专题简介：

本专题的主题是最近几年比较火热的光计算课题。专题的内容有对光计算的原理以及发展趋势的综述介绍；也有包括了光计算未来的发展趋势，应用场景的分析；也有对光机算架构中的芯片系统和空间系统架构的案例分析。

本专题一共包括9份报告，其中第1份报告是对光计算的综述，重点讲述光计算当前发展的趋势，技术难点，发展方向以及未来挑战。1份报告讲述微波光子伊辛机的原理和实现，以及对特定优化问题求解的加速效果验证；2份报告与衍射神经网络有关，包括衍射神经网络的制备，以及类衍射神经网络训练的应用场景和方法，对OAM操作的相关仿真实现。2份报告讲述了成像系统与光计算的结合，包括单像素成像的智能化识别，以及现有智能电成像系统的智能化方式和趋势。2篇报告重点讲述光电子器件在光计算系统的应用，以及所涉及的关键技术研究。另外有1篇报告讲述了表面等离子激元构建光子逻辑门的方法和相关仿真结果。专题各报告内容紧贴主题，既有广度又有深度，为与会人员提供了很有价值的参考。

2.      主要观点：

1)      光计算近些年来的发展，是基于应用市场对于算力和能耗的要求提出的一种潜在的优化方案。现有数字计算在AI领域的能效比在2Tops/W左右，预计未来会达到10Tops/W。光计算在一些特定的计算场景中，对比现有的数字计算是具有数量级的优势，但是结合整个系统来看，未来提升光计算系统的能效比是关键。目前光计算的研究依然处于相对比较初期的方案，各种解决方案和系统架构依然在探索之中，任何新思路和新方向都是值得肯定和借鉴的；

2)      从技术和应用的结果角度看，光计算技术路径大体可以分模拟和数字两类，当前主流研究方向为模拟光计算。功能上看，当前光计算研究主要面向乘加器，优化求解加速以及AI三个功能方向。实现路径上来看，主要有空间光系统和片上光系统两种。但两种实现路径都有自身问题，空间系统高并行度但低操作频率（2KHz）以及体积较大，片上系统操作频率上限高（GHz以上），但存在系统规模（当前有源器件集成仍在单芯片<5000的规模上）受限的问题；

3)      光计算对相关光电器件利用目前还比较初级，主要是相位和振幅两个维度，如何利用OAM，偏振以及模式等光的其他特性，来提高光计算系统性能是值得研究的课题；

4)      根据目前的研究成果来看，光计算只能作为通用计算的一种补充，但是在特定场景上是有巨大优势的。如何更好地将光计算融合到现有的通用计算中，并且更好的将光计算芯片化，集成化，是未来研究的方向。

3.      发展建议：

本专题聚焦于光计算相关的关键技术。由于光计算方向处于研究的初期阶段，是一个跨学科和跨领域的综合学科，建议将光计算涉及到的电器件，光电混合集成方法，新材料，以及新器件一同纳入到讨论中来。外围电器件主要包括driver和TIA，当前driver和TIA主要针对通信系统设计，而光计算需要的大规模集成，要做到更低功耗的driver和TIA，以及单路速率GHZ左右即可满足需求。

基础研究方面，建议针对光计算的特点和需求，探索不同与光通信场景的新材料和光电器件，以及包括外围驱动电路。

应用研究方面，建议加速产学研协同，实现光计算的早日商业化和产业化。