Viện Quang học Thượng Hải (CAS) đạt bước tiến đột phá trong lĩnh vực tính toán quang học đa chiều

Theo tin từ IT ngày 7 tháng 9, Viện Quang học và Cơ khí Chính xác Thượng Hải (SIOM) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cho biết, nhóm nghiên cứu của nhà nghiên cứu Xie Peng thuộc Bộ phận Công nghệ và Hệ thống Laser Hàng không Vũ trụ đã đạt được những tiến bộ trong lĩnh vực tính toán quang học đa chiều. Các kết quả liên quan đã được công bố trên tạp chí Laser & Photonics Reviews.

Theo tìm hiểu của IT, trên cơ sở nghiên cứu chip tích hợp tính toán quang học song song siêu cao "Meteor-1" (Liuxing-1), nhóm nghiên cứu đã mở rộng hơn nữa sự kết hợp giữa ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM), ghép kênh phân chia theo không gian (SDM) và chia sẻ mạng ma trận đa nhiệm, từ đó xây dựng kiến trúc tính toán quang học đa chiều. Kiến trúc này cho phép xử lý song song thông tin đa nhiệm, đa phương thức và đã được xác thực tính khả thi trong các tác vụ đăng ký và nhận dạng hình ảnh viễn thám.

Kiến trúc này sử dụng các bước sóng khác nhau để truyền tải dữ liệu song song và được xử lý bởi nhiều lõi tensor quang học song song; các tác vụ khác nhau sẽ chia sẻ mạng quang học phía trước và hoàn tất quá trình xử lý thông qua phần phụ trợ chuyên dụng. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một hệ thống tính toán quang học đa chiều bao gồm ba lõi tính toán quang học độc lập, kết hợp giữa Wavelength Multiplexing (ghép kênh bước sóng), Data Broadcast (phát sóng dữ liệu) và Network Reuse (tái sử dụng mạng). Một lõi đơn lẻ đã hoàn thành xác thực tính toán song song trên 108 kênh bước sóng, hệ thống đạt mức độ song song tính toán là 324 và chia sẻ mạng tính toán ma trận cho 2 tác vụ.

Thí nghiệm đã hoàn thành việc tích chập hình ảnh của nhiều toán tử tích chập quang học (Diagonal, Sobel-x, Sobel-y) trong phạm vi phổ rộng, với sai số căn quân phương (RMSE) giữa kết quả tích chập quang học và chuẩn điện tử đều thấp hơn 0,08. Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu tiếp tục triển khai xác thực công nghệ đăng ký và nhận dạng hình ảnh viễn thám dựa trên hệ thống tính toán quang học đa chiều, đạt độ chính xác nhận dạng là 84,5%.

Công trình nghiên cứu này tập trung vào việc nâng cao mức độ song song của tính toán quang học và chia sẻ mạng ma trận đa nhiệm, thông qua phương thức xử lý song song thông tin đa chiều về bước sóng, không gian và tác vụ, từ đó xác thực tính khả thi trong việc mở rộng năng lực tính toán quang học.