随着技术的进步，传统电子计算机的局限性越来越明显，特别是在处理复杂的计算挑战时。随着规模呈指数增长的np完全问题代表了计算机科学中最难的一些难题。这些问题对包括生物医学、交通运输和制造业在内的各个领域都有重大影响。为了寻求更有效的解决方案，研究人员正在探索传统计算方法的替代方法，其中光学计算成为一个有前途的途径。

据《先进光子学》报道，上海交通大学的一个团队在这一领域取得了长足的进步，他们开发了一种可重构的三维集成光子处理器，专门用于解决子集和问题（SSP），这是一个经典的np完全问题。利用一种被称为飞秒激光直写的创新技术，研究人员构建了一个由1449个标准化光学元件组成的光子芯片。该技术允许快速原型设计，并提供更大的设计灵活性，这对于解决SSP的复杂性至关重要。

子集和问题涉及到确定一个特定的数字子集是否可以和一个给定的目标。通过将这个问题映射到他们的光子处理器上，研究人员可以对光的行为进行编码来进行计算。处理器的工作原理是允许光束中的光子同时探索所有可能的路径，从而并行地提供答案。这种设计不仅加快了计算速度，而且保持了较高的准确性——处理器能够以100%的可靠性解决不同的SSP实例。

该技术的潜在应用范围超出了子集和问题。处理器的可重构特性可以适应于光神经网络和光子量子计算等任务，这预示着光子系统的多功能未来。值得注意的是，与现有的电子处理器相比，这种新的处理器表现出了更好的性能，特别是随着问题规模的增加，在计算时间和效率方面。

这一发展标志着在实际计算中利用光的能力迈出了重要的一步，为解决更大规模的计算要求问题提供了一条途径。随着研究人员继续探索光学计算，这一突破可能会重塑我们应对各种科学和工业领域复杂挑战的方式。

有关详细信息，请参阅x - y的原始黄金开放获取文章。徐等，“np完全问题的可重构集成光子处理器”，光子学报，6(5),056011 (2024),doi: 10.1117/1.AP.6.5.056011。