新型光子芯片登场，效率暴增100倍

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文章摘要

佛罗里达大学工程师开发出用光运行AI的芯片，为AI发展带来新希望。该研究于2025年9月8日发表在《先进光子学》上，领头人Volker J. Sorger博士认为在接近零能耗条件下进行关键机器学习计算，对未来人工智能系统至关重要。

“用光计算”即光子计算概念早已有之，但此前多停留在理论和科幻中，佛罗里达大学团队将微型菲涅尔透镜集成到硅芯片上，实现了实用AI芯片的突破。微型菲涅尔透镜结构独特，能利用光的傅里叶变换特性执行卷积运算。其计算流程为：将机器学习数据转化为激光信号，穿过透镜阵列完成计算，再将光信号变回数字信号。研究副教授Hangbo Yang博士强调，这是首次将此类光学计算应用于人工智能神经网络。

与当前AI顶级装备NVIDIA的H100 GPU相比，佛罗里达大学的光子芯片优势明显。H100 GPU峰值功耗700W，耗电量巨大，而光子芯片功耗效率提升了100倍，同样的电可干100倍的活。在准确率方面，用MNIST手写数字数据集测试，芯片识别准确率约98%，加入10%干扰后总准确率仍能保持在95.3%，抗干扰能力强。此外，芯片还能利用波分复用技术让不同颜色激光同时处理不同数据流，效率远超传统电子芯片。

这项技术影响深远，不仅能降低数据中心运营成本、减轻电网压力，还使强大AI在边缘设备运行成为可能，为训练更大更强的AI模型铺平道路，减少AI技术碳足迹。该研究由多机构联合完成，美国海军研究办公室也提供了资助。整个光子计算赛道发展迅速，2025年投资额达89亿美元，多家公司提供商业化光子AI解决方案。佛罗里达大学的芯片绕开传统电子计算能耗瓶颈，提升了效率，用光计算时代可能比想象中来得更快。