兰州大学物理学院研究团队研制可重构光学算术逻辑单元芯片

光学数字计算

兰州大学物理科学与技术学院田永辉教授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。相关成果发表于国际权威期刊《自然·通讯》。

研究团队依托成熟的硅光子集成平台，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。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。

实验结果表明，该系统在20 Gbit/s速率下可实现基本逻辑运算以及2比特加法、减法和数值比较功能，计算密度达到528 Gbit/s/mm²，能效可达12.36 fJ/bit。

芯片在加密及图像处理中的应用验证。图片来自：兰州大学新闻网

团队在此基础上进一步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，该项工作为构建高密度、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。

来源：兰州大学新闻网