据湖北省科技厅介绍，近日，华中科技大学武汉光电国家研究中心张新亮、董建绩教授团队联合上海交通大学唐豪团队，研制出首款可编程三维光子神经网络芯片。该芯片通过飞秒激光直写技术，在玻璃内部构建三维波导互连网络，并在表面集成微加热器阵列，首次实现了二维图像的直接片上光学处理。
随着人工智能对算力需求的持续增长，光子神经网络正成为突破电子计算瓶颈的重要方向。然而，现有集成方案普遍面临根本性的架构限制：一方面，平面光子网格面积随输入输出通道数呈二次方增长，严重制约系统拓展能力；另一方面，一维输入接口又迫使二维图像序列化进入芯片，既削弱了空间并行处理优势，又带来了明显的输入输出瓶颈。如何在保持集成芯片紧凑性的同时突破二维平面结构的固有限制，成为光子计算走向实用所亟待解决的关键问题。
针对这一挑战，研究团队提出并验证了一种灯笼形自适应多层光子网络新架构LAMP。该架构利用飞秒激光直写技术，在玻璃基内部构建具有连续耦合特性的三维波导网络，使光信号在传播过程中能够在空间各方向形成高密度的体互连。在此基础上，LAMP采用“混合—调制”层级设计：每一层先通过连续耦合实现全局光场混合，再在展开区域引入热光相移器进行可编程调制，多层级联后构成一个具有系统级可重构能力的三维光学神经网络。（文 姜胜来）
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