随着人工智能、大数据和云计算的快速发展，超高速和高能效的算力需求呈指数级增长，现有冯•诺依曼架构下的传统电子计算体系难以同时实现超高算力和低能耗。光计算是采用光作为信息处理的基本载体，以实现信息处理或数据运算的新型计算体系，具备高带宽、低能耗、抗干扰等优势，可突破电子计算瓶颈，成为未来探索的重要方向。目前，光计算处于发展初期阶段，光经典计算和光量子计算两条技术路线并行发展，产业生态逐步发展，行业应用潜力巨大，未来市场前景广阔。
为深化各方对光计算技术体系、产业现状和未来应用发展趋势的了解，中国信息通信研究院（简称“中国信通院“）日前正式发布了《光计算技术与产业发展研究报告（2023年）》。
本报告基于光计算的技术原理分类、产业发展现状、当前国际布局和未来行业应用展开研究。报告研究了通用光计算及专用光计算技术原理，分析了光计算产业生态成熟度及国内外发展布局，总结了光计算未来演进趋势及潜在应用场景；建议各方在技术攻关、产业链建设、应用探索等方面加强协作，推动实现高性能与低能耗的算力基础设施建设，助力我国数字经济持续高质量发展。
报告核心观点
1. 光经典计算和光量子计算的计算原理不同，但系统结构类似。光具有波粒二象性，光经典计算基于光的波动性包括干涉、散射等，而光量子计算基于光的粒子性，包括量子态的叠加、纠缠等。两种计算方式的系统结构均可以分为光发射、光处理和光接收三部分，对应部分之间具有一定的联系性和差异性。
2. 光计算处于发展初期，预计将分三阶段推进。光经典计算与光量子计算均基于传统光器件技术与产业基础，具备一定的共用性，但当前发展尚不成熟，诸多技术方案有待验证，产业化链条有待完善，新应用场景有待挖掘。预计未来发展将分三阶段逐步推进，从展现优势、初步落地到提升性能、拓展应用场景再到进一步完善、进入更为大众的市场中去。
3. 光计算应用前景广阔，市场投融资活跃。光计算速度的提升有望解决多领域中对大数据处理的急切需求，可在人工智能、气象监测、金融投资、生物医药等诸多领域发挥重要作用，市场潜力巨大。近年来，产学研持续一体化，初创企业完成多轮融资，资本市场活跃。
4. 我国光计算未来发展建议和展望。基于我国光计算发展现状，本报告从技术、产业、应用三个方面给出光计算发展建议：攻克关键技术难题，促进核心技术产业化；推动全产业链建设，优化企业扶持政策；开展新应用试点，助推商业化落地。
