光学打算险些不该用任何电能，以光速(硅)运行，有望在人工智能推理等事情负载方面比基于晶体管的打算有重大改进。
实现光学打算的技能是硅光子学，该领域致力于通过芯片上的硅构造发送红外光。在光通信运用，特殊是数据中央根本举动步伐的驱动下，硅光子学被用于将光学组件集成到硅芯片上，以利用CMOS的低本钱和可扩展性以及CMOS设备的制造和组装的便利性。
虽然光学打算的观点已经存在了一段韶光，但只有在过去几年里，硅光子学的发展才真正使它成为可能。之前试取利用传统光学技能制造光学晶体管的考试测验都失落败了;Lightmatter和Lightelligence等公司的事情并不是试图迫使光像晶体管中的电子一样事情，而是利用光的基本特性来实行MAC操作。
在最基本的层面上，光学打算机将数据编码为光的亮度。
Lightmatter首席实行官Nick Harris阐明：“想象一下，你有一个手电筒，它前面有一些透明的材料，你可以掌握有多少光通过它——这就要用到一个调制器，我们利用调制器来掌握光的亮度，可以这样编码信息。末了便是乘法打算，你是在用旗子暗记乘以透明度。”
此外，在基本的层面上，只是大略地将两个波导连接在一起(波导是光向下贱传的“线”——在Lightmatter的芯片中，波导约为300×200纳米)。
将这些观点组合在一起就可以制成光学乘法累加器(MAC)，并用于创建更大的MAC阵列，这些阵列用于将矩阵相乘，这是打算当今AI推理事情负载所需的关键操作。
光调制
当然，真正芯片上的设备要繁芜一些。
Lightmatter的光学打算架构利用马赫曾德尔干涉仪(MZI)作为调制器。MZI采取相关光(一束具有相同波长和相位的光)，在y结处将这束光一分为二，然后对每半束光施加不同的相位偏移。然后，半光束在另一个y结点重新组合。不同的相位会引起相的干涉或相的干涉，从而有效地按所需的量调制光。
在硅光子学中是如何产生相移的?Lightmatter工程副总裁Carl Ramey先容这里有几种不同的方法。
“最常见的方法是通过加热器，通过在波导上加热，可以改变折射率，也可以影响光通过波导的速率。这反过来会导致相移，它与温度的变革成正比，也与被加热的部分的长度成正比。”
不幸的是，热移相器对付高速打算来说，由于被加热段的热韶光常数(它们可以在kHz范围内事情)，常日速率太慢。
另一种光子相移构造是在波导中加入掺杂剂，以形成一个可以高速驱动的p-n结，但是这种类型的器件对付打算阵列来说太大了，而且损耗很大。
制造硅移相器的其他技能限定使得光物质从MEMS中得到提示并利用机器装置。实际上，这是一种纳米光学机电系统，缩写为NOEMS。
在NOEMS移相器中，波导的布局类似于MEMS构造，上面和下面的材料都被蚀刻掉了。在上面和下面的面板上施加电荷可以机器地使波导波折一小部分，足以影响其折射率并使通过的光旗子暗记的相位偏移。
Ramey先容，Lightmatter之以是选择NOEMS，是由于它们的损耗极低，静态功耗靠近于零，动态功耗很小，而且它们可以在高频(数百兆赫兹)驱动。
“如果你可以调节相位，你就可以创造一个以光速运行的倍增器，唯一花费的能量便是移相器的能量和通过波导本身产生的少量光损耗，这是一个前辈的观点。打算过程中不须要基本能量，当操作数被输入到输入端时，输出端险些是零能耗。这与工艺规模或电压无关。”
多路复用旗子暗记
光打算的一个独特特性是多路复用的能力。这个想法已经在光纤通信中得到运用，在光纤通信中，对每个旗子暗记利用不同波长的光意味着可以同时将多个旗子暗记发送到同一个波导中。同样的理论也适用于光打算:通过将每组输入数据编码到不同波长的光中，可以同时进行多个人工智能推理。虽然理论上有一千多个通道是可用的，但由于目前激光技能的限定，在实践中只能同时得出八种推理。
同时进行多个推理，可以有效地使光学芯片同时实行8个芯片的事情，是提高打算性能的有力手段。
