Description

人工智能技术应用于超构光学，可以逆向解决复杂的光学结构设计，快速获得问题的最佳解决方案，以满足新功能的需求。大数据时代，摒除冯诺依曼架构的限制，携带高维信息的光子可以有效提高信息运算的效率。基于超构光学的光学神经网络计算可以突破电子计算能力和计算速度的瓶颈，是后摩尔时代的超潜力计算载体。人工智能与超构光学的强强联合，将助力先进光学芯片的研发，对于发展下一代光学器件和系统十分重要。

 

近日，香港城市大学电机工程系蔡定平教授课题组在《Chemical Reviews》期刊上发表了题为“Artificial Intelligence in Meta-Optics”的综述文章（DOI: 10.1021/acs.chemrev.2c00012）。该篇综述文章系统地介绍了人工智能和超构光学协同作用的最新发展，从两项技术的基础原理，到两项技术的交叉应用，全面解读了各项应用的技术手段。人工智能和超构光学的交叉应用主要分为两类，分别为人工智能应用于超构光学和超构光学应用于人工智能。人工智能应用于超构光学分为替代建模，逆向设计，数据分析和智能编码超构元件。其中逆向设计深入讨论了基于梯度的神经网络方法和无梯度进化计算方法。超构光学应用于人工智能主要分为光计算和全光神经网络。论文深入讨论了该跨学科领域面临的挑战和未来发展方向。