北大团队在福州共建算力新范式:多物理域架构突破傅里叶变换瓶颈
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1月10日,新华社北京电(记者 魏梦佳)报道,北京大学人工智能研究院与集成电路学院联合攻关,成功研发一种面向傅里叶变换的多物理域融合计算架构。该方案依托后摩尔时代新型器件,在保持高精度前提下,将傅里叶变换运算速度从每秒约1300亿次提升至约5000亿次,整体算力跃升近4倍。成果已于1月9日在线发表于国际权威期刊《自然-电子学》,为福建乃至全国在具身智能、边缘感知与类脑计算等前沿方向提供关键硬件支撑。
当前,人工智能基础模型、自动驾驶、脑机接口等新兴应用对实时性与能效提出更高要求,而传统硅基芯片已逼近物理极限。忆阻器、光电器件等后摩尔器件虽具潜力,却常因仅适配单一计算范式,难以在真实场景中规模化“跑起来”,严重制约其产业化进程。
由北大陶耀宇研究员与杨玉超教授领衔的跨学科团队,聚焦傅里叶变换这一通用数学工具——它如同信号处理的“频率翻译器”,广泛应用于图像识别、语音分析及5G/6G通信系统中。团队创新性地集成易失性氧化钒器件与非易失性氧化钽/铪器件,在电流、电荷、光等多物理域协同工作框架下,构建出可灵活适配多种算法的硬件平台。
据陶耀宇介绍,该架构通过物理域—计算任务精准匹配,显著提升能效比;两类器件在频率生成调控与存算一体功能上形成优势互补,在保障计算精度的同时大幅降低功耗。值得一提的是,福州近年来加速布局AI芯片与边缘计算产业,此类具备低延迟、高并发特性的新型计算架构,有望深度融入东南沿海智能传感与通信基础设施建设。
这一突破不仅拓展了后摩尔器件的算子兼容谱系,更推动其从实验室走向实际部署——未来可在福建本地的智慧医疗影像分析、福州物联网终端实时处理、以及闽台协同的6G通信原型系统中率先落地验证。
(责编:乔业琼、陈键)

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