近日，北京大学科研团队在国际上首次实现了后摩尔新器件异质集成的多物理域融合傅里叶变换系统，标志着傅里叶变换硬件架构从算法驱动走向物理域驱动的跨越。该成果论文《一种基于后摩尔器件异质集成的第一性原理傅里叶变换系统》，发表于国际顶级学术期刊《自然∙电子》。科研团队聚焦实际应用落地，突破了可覆盖全算子谱系的多物理域融合全新计算架构，为后摩尔时代计算架构开启了新篇章，也为未来具身智能、边缘感知、类脑计算、光电混合信号处理等领域开辟了新的可能，该成果落地应用有望让我国在智能计算时代实现跨越发展。

      传统硅基器件经过近几十年的发展已逼近极限，随着大模型、具身智能、脑机接口等新型计算场景不断涌现，对大吞吐、高精度、高并发、多种异构计算的要求愈发提高，面临“微缩、功耗、存储”三堵难以逾越的高墙，“摩尔定律”已进入瓶颈期。在后摩尔时代，以忆阻器、光电器件为代表的“后摩尔新器件”凭借独特的物理赋能计算特性，被视为突破算力与能效困局的最大希望。然而，尽管多种后摩尔新器件在矩阵乘加等简单线性算子上具有显著优势，但由于支持算子种类单一，无法适配实际应用中多样化的计算方式需求，导致这些前沿技术始终难以跨越“从实验室到市场”的鸿沟。

     在此背景下，北京大学科研团队创新地将易失性氧化钒器件与非易失性氧化钽/铪器件进行了系统级异质集成，充分发挥了两类后摩尔新器件在频率生成调控与存算一体方面的互补优势，在保证傅里叶变换精度、降低计算功耗的前提下，可将吞吐率大幅提升。该成果不仅在计算性能与能效上实现了跨越式提升，更重要的是，它在物理层面重新构建了傅里叶变换的计算逻辑，实现了“应用算法—电路架构—器件物理域”的三层融合。

      该成果共同第一作者兼通讯作者、北京大学人工智能研究院陶耀宇研究员介绍道：“这一新技术架构实现了高达99.2%的傅里叶变换精度，实验与仿真结果显示，其吞吐率最高可达504.3GS/s，相比目前最快的硅基芯片提升近4倍，能效提升达96.98倍，同时显著降低了存储与互连资源的消耗。”

                                                                                 来源：中国电子报、电子信息产业网