围绕下一代通信、雷达等电子信息系统对超宽带射频信号高保真数字化接收的迫切需求，探索光电混合射频直采数字化新原理。重点建立阵列化、高性能的光电混合模数转换（ADC）系统新架构，研制核心芯片与样机，突破传统微波电子系统的物理瓶颈，推动超宽带信号接收与处理能力的跨越式创新发展。

面向人工智能、多维感知、未来通信等系统对海量数据极低时延处理的严苛需求，探索高通量光计算理论与方法。重点开展新型光计算芯片与系统的设计与研制，攻克光计算在运算精度、数据吞吐率、能量效率及端到端时延等方面的关键核心问题，为下一代信息系统提供革命性的算力支撑。

面向下一代光电子片上集成系统对于多材料、多功能、高性能集成器件的迫切需求，开展光子异质异构集成器件设计与系统级芯片原型研制。重点攻关多材料晶圆级工艺、核心有源无源器件、异质异构集成系统，开发先进的光电芯片封装集成技术，从新材料、新原理、新器件等底层全面突破光电子系统的综合性能与集成度极限。

立足微波与光波的高效融合机理，探索光电混合集成架构下的新质信息处理范式。重点突破光电并行与串行架构中的超高速智能处理技术，解决微波光波之间高效融合的科学问题。依托研制的系统级光电芯片，构建全新的光电融合信息处理系统，赋能先进雷达、通信、医疗等国家重大战略应用。