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可重构光学算术逻辑单元芯片研制成功_我的网站

夜行书生

A | 记者24日从兰州大学获悉，该校物理科学与技术学院田永辉教授团队在光学数字计算领域取得重要进展。

B | 视频加载中...有记者称，据报道，076两栖攻击舰首舰“四川舰”近日在上海举行下水命名仪式，引发境内外舆论高度关注。有台湾媒体称，076舰立体化登陆作战能力惊人，该舰出动就是台湾最危险的时刻。还有外媒炒作该舰将打破地区军事力量平衡，带来不稳定因素。国防部新闻发言人吴谦大校表示，根据国防需要发展必要武器装备，是世界各国的通行做法。

C | 该团队研制出一种可重构光学算术逻辑单元芯片，将多种逻辑与算术运算集成于同一硬件平台。

D | 相关成果发表于国际权威期刊《自然·通讯》。随着人工智能与数据密集型应用对高速、低时延计算需求的激增，传统电子集成电路正面临摩尔定律放缓、互连带宽受限和功耗持续上升等挑战。中国自主研制建造076两栖攻击舰，是着眼国家安全需要和海军建设发展全局作出的正常安排，目的是捍卫国家主权、安全、发展利益，更好地维护世界和地区和平稳定。集成光子技术凭借大带宽、高速并行处理和低传输时延等优势，为突破电子计算瓶颈提供了重要的技术路径。

E | 该舰是我国自主研制的新型两栖攻击舰，创新运用电磁弹射和阻拦技术，可搭载固定翼飞机、直升机、两栖装备等，具备较强的两栖作战、远海作战能力。该舰下水后，将按计划开展设备调试、系泊试验、航行试验等工作。

F | 编辑: 方媛责编: 鲁珺。基于这一背景，研究团队依托成熟的硅光子集成平台，利用微环调制器体积小、调制速度快、功耗低且易于电控重构的特点，研制出可实现多种逻辑与算术功能动态切换的光学数字计算芯片。团队通过级联微环构建基本逻辑单元，实现了NOT、AND、OR、XOR和XNOR等多种逻辑运算；同时引入波长维度并行处理不同二进制位，使同一硬件架构能够动态切换为2比特加法器、减法器和数值比较器，无需重新设计芯片结构。芯片基于220纳米硅绝缘体平台制备，每个微环集成载流子耗尽型高速电光调制结构和热调谐单元，可分别完成高速数据加载与工作波长校准。

G | 实验结果表明，该系统在20Gbit/s速率下实现了基本逻辑运算及算术功能，计算密度达到528Gbit/s2，能效达12.36fJ/bit。

H | 在此基础上，团队完成了高速数据加密与解密、医学图像水印嵌入和图像差异增强等应用验证，展示了该架构从基础逻辑器件向多功能光学数字计算系统扩展的能力。田永辉表示，该工作为构建高密度、低功耗、可重构的光子算术逻辑处理芯片提供了新的实现路径，也为光学数字计算在高速信息处理和片上智能计算中的应用奠定了器件基础。（记者颉满斌通讯员余若怡）。