麻省理工学院(MIT)研究团队宣布开发出一款革命性的光子处理器,利用光而非电力进行运算,能在不到0.5奈秒内完成AI任务,能源效率远超传统电子晶片。这项技术突破发表於《Nature Photonics》期刊,为电信、科学研究及高效AI计算开启了全新可能性,有??重新定义下一代计算架构。
传统晶片依赖电子传导讯号,速度与能耗受限於电阻与热效应。MIT的光子处理器则利用光子(光粒子)传递数据,透过光波导与奈米光学结构实现高速运算。该处理器整合了矽基光子元件与AI专用演算法,能在0.5奈秒内完成复杂的矩阵运算,相当於传统晶片速度的数十倍。同时,其能耗仅为传统晶片的1/10,显着降低热损失。
核心技术在於光子晶片的「光学神经网路」。研究团队设计了多层光学结构,模拟神经网路的运算过程。输入数据以光脉冲形式进入晶片,通过光学干涉与调制完成计算,输出结果同样以光讯号传递。这种设计不仅提升速度,还大幅减少能源需求,特别适合AI模型的高并行运算需求。
MIT团队在实验室中测试了这款光子处理器,成功运行包括图像识别与自然语言处理在内的AI任务。与当前领先的GPU相比,光子处理器在执行相同任务时,速度提升约20-50倍,能耗降低90%。例如,处理一个大型神经网路模型的推理任务,传统晶片需数微秒,而光子处理器仅需0.4奈秒,且无显着热累积。
这项技术对电信与科学研究领域影响深远。在电信方面,光子处理器的高速与低能耗特性可提升5G与6G网路的数据处理效率,支援即时通讯与大规模数据传输。在科学研究中,其高效运算能力适用於模拟复杂物理系统,如气候模型或分子动力学。此外,该技术可整合至边缘计算设备,推动自动驾驶与物联网的发展。