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.

INCREDIBLE Devices Launches ATHENA Super Ice Laser Hair Removal System Across Canada
United Brands Introduces the Whip-It! Handy Torch, a Compact Tool for Precision and Power
How Quest Metals Drives the Global Recycled Metal Revolution
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Problemy społeczne

Poziom wyszczepienia Ukraińców jest o 20 pp. niższy niż Polaków. Ukraińskie mamy w Polsce wskazują na szereg barier
Różnice w kalendarzu szczepień, bariery językowe, nieznajomość polskiego systemu szczepień oraz obawy przed skutkami ubocznymi szczepionek – to jedne z najczęstszych problemów, które prowadzą do tego, że poziom wyszczepienia Ukraińców w Polsce jest niższy niż Polaków. To może mieć wpływ na bezpieczeństwo zdrowotne w całym kraju. Fundacja Instytutu Matki i Dziecka podejmuje inicjatywę mającą budować postawy proszczepienne wśród imigrantów.
Polityka
J. Scheuring-Wielgus: Napięcia geopolityczne wymagają silniejszego zjednoczenia państw Europy. To lekcja z II wojny światowej

Parlament Europejski podczas specjalnej sesji w Strasburgu uczcił 80. rocznicę zakończenia II wojny światowej. – Jesteśmy zdeterminowani, by stanąć razem i powiedzieć jasno i stanowczo: nigdy więcej – podkreśliła przewodnicząca PE Roberta Metsola. Zarówno kombatanci, których obecność uświetniła uroczystość, jak i europosłowie podkreślali, że projekt utworzenia europejskiej wspólnoty był odpowiedzią na ówczesne zagrożenia dla pokoju, o który nieustannie trzeba wspólnie dbać.
Ochrona środowiska
Budownictwo modułowe coraz popularniejsze w samorządach. Teraz rozwój sektora jest napędzany przez KPO

Rozwój budownictwa modułowego jest coraz bardziej zauważalny w inwestycjach samorządowych. Wpływa na to przede wszystkim szybsze tempo prowadzonych prac w porównaniu z tymi, w których wykorzystywane są tradycyjne technologie budowlane. Istotną kwestią jest również spełnianie warunków środowiskowych, w tym wysoka efektywność energetyczna budynków, która ma wpływ na możliwość uzyskania dofinansowania z Krajowego Planu Odbudowy. Samorządowcy mają już niewiele czasu na finalizację dotowanych inwestycji. Termin upływa 31 sierpnia 2026 roku.
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.