中文标题：随机计算应用与挑战概述

英文标题：Overview of Stochastic Computing Applications and Challenges

来源期刊：电子与信息学报

基金项目：国家自然科学基金(62122023)，湖南省自然科学基金(2025JJ60433)，长沙市自然科学基金(kq2402003)

作  者：陈璐 王强源 钟坤材 张吉良

作者单位：湖南大学 长沙 410082

摘  要：随机计算是一种以概率信号替代确定性二进制数值的新型计算范式，其核心在于将确定性数值映射为概率化比特数流，通过统计特性而非精确位权实现算术运算。相较于传统确定性数值计算，随机计算具有低硬件开销、高渐进精度与高容错性等优势，广泛应用于数字信号处理、神经网络加速及边缘计算。然而，该技术的发展面临三大关键挑战：序列长度制约的精度与效率权衡、概率转换电路的开销过高以及随机比特流相关性导致的误差累积。该文系统梳理了随机计算的发展脉络与基本原理，重点聚焦其在低功耗滤波、实时图像处理及容错神经网络中的典型应用与实现机制。同时，深入剖析了应对上述挑战的研究策略，包括随机比特流相关性的度量、抑制与反用技术，概率转换电路硬件开销的优化策略，以及动态渐进精度调节机制的最新进展与局限。该文旨在为研究者清晰呈现随机计算的技术现状、应用潜力及未来突破方向。

全文链接： https://jeit.ac.cn/cn/article/doi/10.11999/JEIT250413