中國近日啟動了一個專門研究光子計算的新實驗室，這項技術利用光而非電力來處理信息，並有助於應對日益增長的人工智能及高級計算的電力需求。上海集成光子計算芯片與系統重點實驗室本週在上海正式啟用。根據當地報導，這是中國首個專注於光子計算研究與開發的產學平台。該設施位於上海交通大學，將聚集研究人員和產業夥伴，開發支持該技術所需的光子芯片、光學元件、計算架構和軟件系統。
此舉正值各國及科技公司競相確保足夠計算能力以訓練和運行日益複雜的人工智能模型之際。
隨著數據中心消耗的電力日益增加，研究人員正尋求超越傳統半導體設計的替代方案，以提供更高性能且能效更佳的技術。與傳統芯片通過矽電路使用電子來移動數據不同，光子芯片依賴光子，即光的粒子，來傳輸和處理信息。由於光子傳遞速度快於電子且產生的熱量顯著較少，光子系統有潛力在速度、帶寬和能效上實現重大提升。研究人員認為，這類系統可能有助於克服傳統半導體技術面臨的一些物理限制。
中國光子計算研究的啟動顯示了技術潛力
新實驗室的主任及上海交通大學教授鄒維文強調了這項技術的潛力，將其描述為「實現計算能力突破的重要途徑，並在帶寬、延遲和能效上具備優勢」。該實驗室將專注於多個領域，包括光子芯片架構、矽光子集成、光學設備、支持算法及商業應用。隨著中國尋求替代因出口限制和供應鏈挑戰而難以獲取的先進半導體技術，光子計算已被越來越多地視為一項戰略技術。
上海當局表示，他們通過多個科技計劃支持光子計算的研究，並投資於創新平台和產業發展。推進光子計算的努力正值全球研究人員探索替代接近物理和熱限制的傳統芯片設計之際。該技術的支持者認為，基於光的處理器可以幫助減少與人工智能數據中心相關的巨量能源消耗，同時促進計算系統內更快的數據傳輸。
該實驗室是上海交通大學與專注於光子計算技術的上海初創公司 Lightelligence 的聯合倡議。Lightelligence 曾聲稱是首家實現混合光電計算系統大規模部署的公司，並已成為中國光子計算領域的領軍者之一。儘管對這項技術的興趣日益增加，但在光子計算能夠大規模部署之前，仍存在顯著的技術障礙。鄒教授指出，一個主要挑戰在於缺乏成熟的軟件和算法生態系統，無法充分利用光子硬件。
研究人員還必須解決基本的科學和工程問題，才能使該技術實現其理論上的性能優勢。
儘管如此，新實驗室的啟動顯示了中國加快光基計算研究的意圖，隨著全球對高性能計算和人工智能基礎設施的需求持續增長。這一切表明，中國在科技領域的發展正在加速，並致力於探索更具前瞻性的計算解決方案。
