Python для вычислений медленный!? Вы просто не умеете его готовить!
Я уже
писал тут, что питон только сверху динамически типизированный скрипт (что необходимо для скорости разработки), но векторные вычисления numpy выполняются на самом железе, то есть так, что вы не напишите это на C/C++ быстрее чем на несколько процентов.
Кроме того, для тех случаев, когда векторных вычислений не хватает, существует Cython, это такой же компилируемый (и не уступающий в производительности) как C/C++ язык, с прямым доступом к питоновым объектом, передаваемым из скрипта.
статистика, fft, свертки, обработка звука и изображений, возможно немного распознавания
Все это реализуется через векторные вычисления или через соответствующие библиотеки, которые тоже не на скрипте написаны и которые не уступят в производительности идеальному решению более чем на несколько процентов. Если даже для какой-то отдельной задачи не найдется готового решения в виде библиотеки, то всегда остается вариант сделать эту мелочь на Cython.