麻省理工學院(MIT)研究團隊宣布開發出一款革命性的光子處理器,利用光而非電力進行運算,能在不到0.5奈秒內完成AI任務,能源效率遠超傳統電子晶片。這項技術突破發表於《Nature Photonics》期刊,為電信、科學研究及高效AI計算開啟了全新可能性,有望重新定義下一代計算架構。
傳統晶片依賴電子傳導訊號,速度與能耗受限於電阻與熱效應。MIT的光子處理器則利用光子(光粒子)傳遞數據,透過光波導與奈米光學結構實現高速運算。該處理器整合了矽基光子元件與AI專用演算法,能在0.5奈秒內完成複雜的矩陣運算,相當於傳統晶片速度的數十倍。同時,其能耗僅為傳統晶片的1/10,顯著降低熱損失。
核心技術在於光子晶片的「光學神經網路」。研究團隊設計了多層光學結構,模擬神經網路的運算過程。輸入數據以光脈衝形式進入晶片,通過光學干涉與調製完成計算,輸出結果同樣以光訊號傳遞。這種設計不僅提升速度,還大幅減少能源需求,特別適合AI模型的高並行運算需求。
MIT團隊在實驗室中測試了這款光子處理器,成功運行包括圖像識別與自然語言處理在內的AI任務。與當前領先的GPU相比,光子處理器在執行相同任務時,速度提升約20-50倍,能耗降低90%。例如,處理一個大型神經網路模型的推理任務,傳統晶片需數微秒,而光子處理器僅需0.4奈秒,且無顯著熱累積。
這項技術對電信與科學研究領域影響深遠。在電信方面,光子處理器的高速與低能耗特性可提升5G與6G網路的數據處理效率,支援即時通訊與大規模數據傳輸。在科學研究中,其高效運算能力適用於模擬複雜物理系統,如氣候模型或分子動力學。此外,該技術可整合至邊緣計算設備,推動自動駕駛與物聯網的發展。