此刻社會，人為智能正在變換臨床診斷、自動駕駛、語音翻譯等各個范圍。但是，數據量的趕快延長給AI中運用的電子計劃硬件帶來了宏大的挑撥，計劃速率和功耗題目已成為人為智能的重要瓶頸。Xu等人和Feldmann等人的兩篇論文匯報了一種經過運用光的特出屬性來加快AI處置的光子處置器。這些匯報激勵了光學計劃的回復。

跟著人為智能的興盛，保守的電子計劃辦法漸漸到達其本能極限，遠遠掉隊于可處置數據的趕快延長。在百般典型的AI中，神經搜集因為其精致的展示而被一致用于AI工作中。這些搜集運用多層彼此貫穿的人為神經元實行攙雜的數學生運動算，個中占用了大學一年級致計劃資源的基礎運算是矩陣向量乘法。

接洽職員進行了百般全力來安排和實行特定的電子計劃體例，以加快人為神經搜集中的計劃。更加是專用集成都電訊工程學院路、腦開辟計劃和內部存儲器內計劃（運用稱為憶阻器的一組保存擺設在原位實行計劃）等定制芯片的運用仍舊博得了十分大的成功。

固然在電子計劃中消息的載體是電子，但是光子長久此后從來被視為一種可行的代替計劃。因為光譜涵蓋的波長范疇更加一致，很多不同波長的光不妨同時進行多路復用（并行傳輸）和調制（變換得不妨帶領消息），而不會彼此干預光旗號。其他，消息以光速傳遞會使功夫推遲到達最小，無源傳輸（不須要輸出功率）有助于超低功耗，而且相位調制（用來變換光波的量子力學相位）使光不妨簡單地在大于40 GHz的頻次下調制和檢驗和測定。

在來日的幾十年里，光導纖維通訊博得了宏大的成功。但是，運用光子進行計劃仍舊具備挑撥性，更加是在與進步的電子處置器十分的范圍和本能程度上。其艱巨根源于不足符合的并行計劃機制、承諾人為神經元進行攙雜的高速非線性相應的材料以及可集成到計劃硬件中的可擴充光子擺設。

倒霉的是，來日幾年中一種被稱為光學頻次梳的擺設的振奮為集成光子處置器帶來了新的機會。光學頻次梳是一種具備放射光譜的光源，其頻譜由汗牛充棟條分割的、等距的頻次線構成。這種擺設在光譜學、光學時鐘計量學、郵電通信等各個范圍都博得了宏大的成功，并博得了2005年諾貝爾物理學獎。光學頻次梳不妨被用作光學計劃的節約能源電源集成到計劃機芯片中，而且該體例特出符合經過波長復用進行數據并行化處置。

Xu及其共事即是運用這種擺設來創造通用的集成光子處置器，該擺設用來實行一種十分于圖像處置中的卷積的矩陣向量乘法。Xu和他的共青團和少先隊運用了一種精巧的本領來實行卷積：開始用色散讓波長復用的光旗號爆發不同的功夫推遲（光的傳輸速率取決于其波長），而后沿著與光的波長關系的維度拉攏這些旗號。

經過充溢運用大范疇的光子波長，Xu和他的共青團和少先隊實行了本質上是不同卷積運算的并行計劃。運用單個處置內核的光計劃速率超過 10 萬億次/秒，而且僅受數據含糊量的控制。這項處事值得確定的另一點是，他們還決定了其光子卷積處置器在本質運用中的切入點。他們倡導處置器在光電子攙和框架中運用，如在光導纖維通訊進程中進行原位計劃。

用于矩陣向量乘法的處置器的表示圖

Feldmann和他的共事也獨力地創造出一個集成光子處置器，該處置器可實行波及超過二維光旗號的卷積。該擺設在鑒于相變材料（不妨在非晶相和結晶相之間切換的材料）的內部存儲器內計劃框架結構中運用了光學頻次梳。他們經過波長復用和平運動用相變材料集成的單位陣列模仿矩陣向量乘法，對輸出數據進行了實足并行化處置。

這種高度并行化的框架具備在單個辦法中高速處置所有圖像的后勁。其他，規則上來說，該體例不妨按照貿易創造規程進行大范圍擴充，并有助于在不久的將來實行及時的呆板進修。因為該卷積進程波及無源傳輸，所以表面上光子處置器不妨以光速和低功耗實行計劃。對于像云計劃這種動力聚集型運用而言，這種本領是特出有價格的。

基于保守電子計劃辦法面對諸多挑撥，集成光子本領的展現大概能成為實行將來計劃框架結構本能大幅提高的潛伏繼任者。但是，建立適用的光學計劃機將須要材料科學、光學、電子學等范圍的接洽職員共通全力，鞏固跨學科學技術協會調。固然報道的光子處置用具有較高的單元面積計劃本領和潛伏的可延長性，但是實足光計劃的范圍（光學人為神經元的數目）仍舊很小。而且，能量功效遭到固有地接收光的計劃元件以及電旗號和光旗號須要一再彼此變換的控制。

另一個接洽路途是開拓高檔非線性集成光子計劃體制構造，而不是一維或二維線性卷積。經過將電子電路和數千或數百萬個光子處置器集成到符合的體制構造中，同時運用光子和電子處置器的攙和光電框架不妨在不久的將來變革AI硬件的振奮。如許的硬件將在通訊、大數據和云計劃等范圍具備要害的運用。