光子计算芯片：AI技术新突破，性能超电子芯片
AI导读：
《自然》杂志发表的两篇独立研究论文介绍了光子计算芯片，它们与电子系统结合后性能远超传统电子芯片，能耗更低，能满足AI技术发展带来的计算需求。新加坡Lightelligence公司和美国Lightmatter团队分别展示了各自的光子加速器和处理器，展现出光子计算在解决复杂计算问题上的巨大潜力。
《自然》杂志9日发表的两篇独立研究论文介绍了两种光子计算芯片，这些芯片与电子系统相结合，性能远超传统电子芯片，同时能耗更低，完美契合人工智能（AI）技术发展所带来的计算需求激增。
AI和深度学习模型的复杂性日益提升，使得传统电子计算面临极限挑战，能源需求也随之攀升。光子计算，利用光子替代电子，成为应对这些挑战的潜在解决方案。特别是乘法和加法这两种AI的核心计算操作，在光子电路中执行速度更快、效率更高。然而，将光子芯片集成到传统硬件电子器件中是否能真正展现优势，一直是个难题。这两篇最新论文深入探讨了与硅电子集成的光子计算芯片的性能表现。
其中一篇论文提到，新加坡Lightelligence公司展示了一款名为PACE的光子加速器，它能实现极低时延的计算，时延是衡量实时处理能力的重要指标。这款大型加速器由超过16000个光子元件构成的64×64矩阵组成，最高计算速度可达1GHz，且相比小型电路或单个光子元件，其最小时延可降低至原来的五百分之一。PACE成功解决了“伊辛问题”这类复杂计算难题，验证了该系统在实际应用中的可行性。
另一篇独立论文由美国Lightmatter团队撰写，他们描述了一种能以高精度、高效率执行AI模型的光子处理器。该处理器由4个128×128矩阵构成，能够执行自然语言处理模型BERT和图像处理神经网络ResNet，且准确度与传统电子处理器相当。团队展示了光子处理器的多种应用，包括生成莎士比亚风格的文本、准确分类电影评论以及玩电脑游戏《吃豆人》。
两个团队均表示，他们的系统具备可扩展性，但仍需进一步优化。美国达特茅斯学院科学家在新闻与观点文章中评论指出，“光子计算的研究已有数十年历史，而这些演示或许标志着我们终于能够利用光来构建更强大、更高效的计算系统”。
（文章来源：科技日报）
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