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.

Diabetes Care Devices Market Size to Reach USD 91.95 Billion by 2030, Says Mordor Intelligence
Pharma Blisters Packaging Market to Hit USD 22.6 Billion by 2035, Expanding at 6.1% CAGR
Energy Bill Relief Fund Extended to Support Households and Small Businesses
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Konsument

Dzięki e-commerce rośnie eksport polskich małych i średnich przedsiębiorców. Wartość ich sprzedaży na Amazon przekracza rocznie 5 mld zł
Mali i średni przedsiębiorcy coraz lepiej radzą sobie na arenie międzynarodowej, choć na razie tylko niecałe 5 proc. z nich sprzedaje swoje produkty za granicę. Duże możliwości ekspansji zagranicznej dają im e-commerce i współpraca z marketplace’ami. Za pośrednictwem Amazon w 2024 roku polskie MŚP sprzedały produkty za ponad 5,1 mld zł. Model sprzedaży sklepu umożliwia przedsiębiorcom z Polski działanie na skalę, która jeszcze kilka lat temu wydawała się zarezerwowana głównie dla największych marek
Polityka
Większość Polaków sprzeciwia się wprowadzeniu euro. Problemem może być brak dobrej komunikacji

– Polska należy do siedmiu krajów UE, które do tej pory nie wprowadziły jeszcze euro. Choć zobowiązaliśmy się do przyjęcia wspólnej waluty w traktacie akcesyjnym, nigdy nie podjęliśmy konsekwentnych działań w tym kierunku – ocenia europosłanka Nowej Lewicy Joanna Scheuring-Wielgus. W dodatku tylko co czwarty Polak jest zwolennikiem zmiany waluty. Również obecna sytuacja gospodarcza – wysoka inflacja i rosnący deficyt – nie sprzyjają dyskusji o przyjęciu euro.
Handel
Źle wprowadzony system ROP może oznaczać duży wzrost cen dla konsumentów. Podrożeć mogą produkty spożywcze

Ministerstwo Klimatu i Środowiska proponuje powierzenie NFOŚiGW zadań organizacji odpowiedzialności producenta, która w imieniu producentów będzie realizowała obowiązki wynikające z ROP w ramach zamkniętego obiegu finansowego. Przedstawiciele Polskiej Federacji Producentów Żywności i sektora odzysku odpadów ostrzegają, że może utrudnić to Polsce wypełnienie unijnych wymogów w zakresie selektywnej zbiórki odpadów, a co za tym idzie, może się wiązać z karami, a w konsekwencji – ze wzrostem cen.
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.