Фотонное умножение матриц освещает фотонный акселератор и его перспективы

Матричные вычисления, будучи фундаментальным строительным блоком обработки информации в науке и технике, составляют основную часть вычислительной нагрузки в современных алгоритмах обработки сигналов и искусственного интеллекта. Фотонные акселераторы разработаны для ускорения определённых классов вычислений в оптической области, особенно умножения матриц, с целью удовлетворения растущего спроса на вычислительные ресурсы и пропускную способность. Фотонное умножение матриц обладает значительным потенциалом для расширения областей телекоммуникаций и искусственного интеллекта благодаря своим высоким показателям производительности. Последние исследования в области фотонного умножения матриц активно развиваются и могут предоставить возможности для создания приложений, недостижимых в настоящий момент с использованием традиционных электронных процессоров. В этом обзоре мы сначала вводим методы фотонного умножения матриц, главным образом метод преобразования плоского светового поля, метод интерферометра Маха–Цендера и метод мультиплексирования по длине волны. Мы также суммируем ключевые этапы развития фотонного умножения матриц и связанные с ним приложения. Затем мы рассматриваем подробные достижения в применении к оптической обработке сигналов и искусственным нейронным сетям в последние годы. Наконец, мы обсуждаем проблемы и перспективы фотонного умножения матриц и фотонного ускорения.