清華大學團隊研製出“智能光計算芯片”

新華社北京4月12日電（記者 魏夢佳）傳統硅基電子計算在後摩爾時代面臨算力與功耗的雙重桎梏，難以支撐人工智能大模型的發展與應用。近日，清華大學研究團隊首創了一種干涉—衍射分佈式廣度光計算架構，並研製出高算力、高能效的智能光計算芯片，可實現每秒每焦耳160萬億次運算的通用智能計算，爲大模型通用智能計算探索了新路徑。該研究於12日發表於國際學術期刊《科學》。

以光波爲載體進行智能計算，具備高速、低功耗等特性。然而，現有智能光計算侷限於簡單的字符分類、圖像處理等。其痛點是光的高性能計算潛力受困於電子計算架構，計算規模受限，無法滿足複雜智能計算的需求。

針對大規模智能光計算難題，清華大學電子工程系方璐課題組、信息科學技術學院院長戴瓊海院士課題組，摒棄了傳統電子深度計算範式，構建了智能光計算的通用傳播模型，首創了名爲Taichi（意爲“太極”）的干涉—衍射分佈式廣度光計算架構。基於此創新架構，課題組進一步探索干涉光與衍射光的優勢特性，又研製出干涉—衍射異構集成智能光計算芯片。

論文第一作者、清華大學電子系博士生徐智昊介紹，與國際上高性能人工智能芯片相比，“太極”芯片的系統整體能量效率提升了3個數量級，可將複雜智能任務拆分爲多通道高並行的子任務，賦能光計算實現自然場景千類對象識別、跨模態內容生成等人工智能複雜任務。

“光的物理特性啓發了智能光計算新思想，讓我們創造出不同於電子深度計算的分佈式廣度光計算新架構。雖然靈感源於光子，但這一架構同樣可爲廣泛成熟的電子計算平臺注入新活力。”方璐表示，在大模型通用人工智能蓬勃發展的時代，希望“太極”未來爲大模型訓練推理、自主智能無人系統、通用人工智能等提供算力支撐，爲高性能計算提供新架構和新路徑。

據悉，目前該團隊正與相關機構洽談，建設算力實驗室，以期用智能光計算芯片支撐大模型訓練與推理、通用人工智能等人工智能研究與應用。

作者：魏夢佳