计算技术正在以前所未有的速度发展，自由空间光学处理器的出现是最有前途的发展之一。这些处理器设计用于执行视觉推理任务，例如对象检测和分类。它们通过结构化表面处理模拟光波，并借助可训练的参数来优化特定推理任务的衍射表面，从而实现这一点。
结构化表面，如衍射和元单元，构成了这些光学处理器的骨干。使用衍射光学网络进行图像分类、集成学习技术以及设计超表面衍射光学图像分类网络是计算能力的重大飞跃。这些光学处理器不仅展示了执行统计推理的潜力，而且还扩展了深度神经网络框架，使其更具适应性和效率。
自由空间光学处理器不仅限于推理任务。它们提供了广泛的函数逼近功能，包括逻辑运算、衍射 NAND 门和通用线性变换。这使得它们在处理复杂的计算任务时具有高度的通用性和灵活性。此外，这些处理器可以集成非线性光学过程，执行矩阵运算，实现像素超分辨率，并处理光的光谱和时间信息，从而增强其在各种应用中的功能和可用性。
根据近期研究，自旋波为模拟计算提供了一种新的方法。它们提供了基于自旋波的新型逻辑门，可以在室温下工作，从而减少了对冷却设施的需求。这项技术为开发波导提供了机会，这些波导可以构成自旋波计算机逻辑门的基础。模拟计算机在很大程度上被遗忘了，它可以比数字计算机更准确、更快地执行数学运算和复杂的任务，例如积分微积分。它们在工业领域、研发工作、空间研究和大型复杂的智能电网通信渠道中具有广阔的应用前景。
另一个令人兴奋的发展是使用基于超表面的全息微腔。正如品，这些微腔可以克服当前微腔将光限制在波长尺度体积内的局限性。全息模式随腔长而快速变化，可实现0.8nm的光谱带宽。这种正向设计方法可以显著提高超表面性能，并在各个领域得到应用。
衍射网络在计算成像、全息图重建、空间多路复用以及使用超表面和各向同性材料操纵偏振态方面提供了巨大的机会。这些网络的出现将彻底改变计算领域，为更高效、更复杂的计算能力铺平道路。
自由空间光处理器具有多样化的功能和创新潜力，代表了计算的未来。自旋波技术的集成和基于超表面的全息微腔的开发是实现这一未来的重要步骤。随着这些技术的不断发展和成熟，它们可能会彻底改变各个领域，包括工业、研究、太空探索和通信等。
