【中国信通院】光计算技术与产业发展研究报告.pdf

光计算技术是近年来在信息技术领域受到广泛关注的一种新型计算方式，其核心是利用光的特性进行信息处理和数据运算，以解决传统电子计算面临的高能耗、速度限制等问题。随着人工智能、大数据和云计算的迅速发展，对超高速、高能效计算的需求日益增强，光计算因其高带宽、低能耗、并行处理的优势，被视为可能突破现有计算瓶颈的关键技术。 光计算分为经典光计算和量子光计算两个主要研究路线。经典光计算主要基于光电混合架构，其中光电转换技术是关键，目前已有专用光计算方案崭露头角。发展趋势包括体系化、模块化和集成化的加速推进，但产业链成熟度相对较低，且主要集中在特定区域。产学研一体化进程不断加深，正在逐步推动光计算技术的市场化应用，尽管国内外在此领域的发展进度大致相当，但仍存在诸多技术挑战。 量子光计算则更侧重于利用光的量子性质，通常采用分层式架构，以实现更高效的计算能力。主流的技术路线包括线性光学量子计算和非线性光学量子计算，目前正处于逐步发展阶段，芯片集成成为未来重要方向。各国政府对量子计算投入增加，政策和资金支持不断加强，中国在量子光计算的部分领域已取得领先地位，但未来发展仍然面临技术难题和市场竞争。 根据报告，光计算的发展可以分为三个阶段：基础技术研发、产业化推广和广泛应用。当前正处于第一阶段，需要重点解决关键技术难题，如光源控制、光子集成和光电转换效率等。同时，推动全产业链发展，包括上游材料与器件制造、中游系统集成和下游应用市场的培育。开展新应用探索试点，发掘光计算在人工智能、大数据分析、通信等领域潜力，以推动高性能、低能耗算力基础设施的建设。 总结来看，光计算技术与产业发展正处在初期阶段，具有巨大的发展潜力和广阔的市场前景。面对挑战，中国应持续投入研发，促进技术进步，构建完整的产业链，加强国际合作，以期在全球光计算竞赛中占据有利位置，推动我国数字经济的高质量发展。未来，光计算将为计算能力的提升和绿色可持续计算提供新的解决方案，为社会带来深远影响。