北京大学与北京集成电路先进创新中心的研究团队开发出一种基于阻变存储器（RRAM）的模拟计算系统，可高精度、快速求解矩阵方程。该成果发表于《自然·电子学》期刊，标志着模拟计算在精度和实用性方面取得关键突破。 与传统数字计算机使用0和1表示信息不同，模拟计算机通过物理量（如电流）直接映射数学变量进行运算。尽管模拟计算在特定任务中效率高，但长期受限于噪声干扰和精度不足，难以替代数字系统。此次研究团队提出“现代模拟计算”新范式，利用非易失性RRAM阵列替代传统CMOS电路，专攻矩阵方程求解，而非传统模拟计算中的微分方程。 项目负责人、北京大学助理教授孙中自2017年起致力于该领域研究。他指出，团队在2022年前后开始系统性解决精度问题，目标是实现与现代数字系统相当的计算精度。在最新研究中，他们通过结合2019年开发的低精度矩阵求逆电路与基于位切片（bit slicing）的高精度矩阵-向量乘法，实现了24位定点精度（接近FP32浮点精度）。 该系统采用迭代优化机制：低精度求逆电路提供初始近似解，高精度乘法模块则逐轮判断修正方向与幅度，实现快速收敛。实验表明，其速度远超传统基于梯度下降的算法。研究人员构建了8×8阵列电路，成功求解16×16乃至32×32的矩阵方程，验证了系统的可扩展性。 研究团队表示，该成果首次证明全模拟矩阵计算可达到与浮点数字系统相当的精度，同时具备良好可扩展性。未来目标是构建更大规模的片上集成系统，将矩阵求逆与矩阵乘法功能整合于单一芯片，推动其在无线通信、人工智能等领域的应用。这一进展为模拟计算的实用化开辟了新路径。