Monolithically integrated asynchronous optical recurrent accelerator
GA, UNITED STATES, May 7, 2025 /EINPresswire.com/ -- Scientists from China have developed a breakthrough asynchronous optical computing accelerator based on wavelength encoding. This architecture overcomes synchronization challenges in conventional optical recurrent processors, significantly reducing both the energy consumption of electronic components and the complexity of optical layout design. The chip enables efficient computing for large-scale AI tasks, such as DNA analysis and speech recognition, while achieving high energy efficiency.
Modern artificial intelligence (AI) faces critical challenges in energy consumption and processing latency due to the inherent limitations of electronic processors. Optical computing has emerged as a promising alternative; however, state-of-the-art systems depend heavily on frequent optical-electrical conversions and precise synchronization. This issue is particularly pronounced in recurrent AI models, where even slight temporal misalignments can accumulate over iterations, leading to severe signal degradation. These constraints not only impede large-scale parallel processing but also significantly limit overall computational efficiency.
In a recent publication in eLight, several scientists from Huazhong University of Science and Technology, China developed a monolithically integrated asynchronous optical recurrent accelerator. This novel system maps time sequences to wavelength channels, utilizing on-chip wavelength relay units (WRU) to eliminate the requirement for strict synchronization, thereby significantly improving computational efficiency.
"Our design circumvents the conventional reliance on high-speed electronic components for synchronization," explains by these scientists. "By using wavelength relay units instead of traditional ADCs and DACs, we effectively reduce energy consumption while enabling efficient parallel signal processing."
The research team successfully implemented two pioneering optical computing models on-chip:
1. Optical Hidden Markov Model (OHMM) chip – Capable of analyzing DNA sequences with an impressive 99% accuracy, demonstrating potential for bioinformatics applications.
2. Optical Recurrent Neural Network (ORNN) chip – Achieved 87.7% accuracy in an 8-class speech recognition task, showcasing its feasibility in real-time AI-driven communication and language processing.
The monolithic integration of these models marks a breakthrough in optical computing, as both operate without the requirements of high-speed electrical synchronization, a long-standing challenge in photonic AI hardware.
The compact chip within 10 mm² footprint integrates hundreds of optical computing components, leveraging the inherent advantages of light-based processing. Unlike traditional electronic AI accelerators, which suffer from power-hungry transistors and heat dissipation issues, this optical accelerator functions with minimal energy overhead.
Furthermore, by utilizing wavelength multiplexing, the architecture efficiently handles high-dimensional parallel computations. This capability is crucial for future AI applications, where processing speed and power efficiency are paramount.
"This breakthrough paves the way for efficient AI computing in autonomous vehicles, smart robotics, and beyond,” note the scientists. “The ability to process massive data streams without electrical synchronization opens new avenues for real-time decision-making in AI systems."
Looking ahead, the team aims to scale the architecture for commercial AI hardware applications. The combination of high-speed and energy-efficient computation makes this optical accelerator a strong contender for next-generation AI hardware solutions.
With successive advancements in photonic integration and wavelength multiplexing, monolithic asynchronous optical accelerators may soon redefine the landscape of AI processing, bridging the gap between high-performance computing and sustainable energy consumption.
References
DOI
10.1186/s43593-025-00084-y
Original Source URL
https://doi.org/10.1186/s43593-025-00084-y
Funding information
This research received funding from the National Key Research and Development Project of China, National Natural Science Foundation of China, and Knowledge Innovation Program of Wuhan.
Lucy Wang
BioDesign Research
email us here
Legal Disclaimer:
EIN Presswire provides this news content "as is" without warranty of any kind. We do not accept any responsibility or liability for the accuracy, content, images, videos, licenses, completeness, legality, or reliability of the information contained in this article. If you have any complaints or copyright issues related to this article, kindly contact the author above.

Understanding Wrongful Death Claims in Louisiana: Key Legal Information for Families Facing Loss
Dashcams and Personal Injury Litigation: Legal Insights from Morrow Law Firm on the Role of Video Evidence
AIOps Market Growing at 37.90% CAGR | Reach USD 644.96 Billion by 2030 Globally
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Transport

Polska przeciwna przedłużeniu umowy UE–Ukraina o transporcie drogowym. Uderza ona w krajową branżę transportową
Parlament Europejski większością głosów poparł przedłużenie umowy o transporcie drogowym między Unią Europejską a Ukrainą do końca 2025 roku. Zdaniem polskich europosłów, którzy głosowali przeciw, podtrzymanie liberalizacji przewozów drogowych przyczyni się do dalszego obniżenia konkurencyjności polskich firm transportowych. W przeciwieństwie do ukraińskich przewoźników muszą one spełniać szereg unijnych wymogów. Polska delegacja planuje przedstawić swoje stanowisko europejskiemu komisarzowi ds. zrównoważonego transportu i turystyki.
Transport
M.Kobosko: Wszyscy zapłacimy za eskalację między Izraelem a Iranem. Kraje UE powinny robić więcej dla budowy swojego własnego bezpieczeństwa

– Mrzonki o armii europejskiej są mrzonkami, to trzeba sobie jasno powiedzieć. Każdy z krajów członkowskich Unii Europejskiej musi, i to się na szczęście już dzieje, nie tylko myśleć i mówić, ale też robić coraz więcej dla budowy swojego własnego bezpieczeństwa w koordynacji wspólnej – uważa Michał Kobosko, poseł do Parlamentu Europejskiego z Polska 2050. W kontekście światowych konfliktów, w tym na linii Izrael–Iran, jego zdaniem Polska powinna się skupić na współpracy zarówno ze Wspólnotą, jak i Stanami Zjednoczonymi.
Muzyka
Trwający Festiwal Mozartowski przyciąga tłumy melomanów. To jedno z najważniejszych wydarzeń w stolicy

Artystka zaznacza, że za sprawą Warszawskiej Opery Kameralnej jeszcze przez dwa tygodnie Warszawa będzie rozbrzmiewać Mozartem. Kolejna edycja festiwalu poświęconego temu wybitnemu kompozytorowi zajmuje ważne miejsce w kulturalnym kalendarzu stolicy i przyciąga tłumy melomanów. A przed nimi jeszcze sporo atrakcji. Alicja Węgorzewska szczególnie zaprasza na dwie premiery, jedną skierowaną do młodych odbiorców, drugą – dedykowaną koneserom. Niezwykle ciekawie zapowiada się także nowy sezon artystyczny w WOK-u. Twórcy już pracują nad kolejnymi spektaklami i nagrywają nowe płyty.
Partner serwisu
Szkolenia

Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.