（文章來源：人民網(wǎng)）
近年來，中國在人工智能各個領域全面發(fā)力。以機器人為例，《2019年中國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告》顯示，今年我國機器人市場規(guī)模預計達到86.8億美元，2014-2019年的平均增長率達到20.9%。人工智能發(fā)展離不開計算能力的飛躍，芯片就是計算機的大腦。如今，國內(nèi)多個團隊正在突破各種不同形式的芯片，在人工智能的比拼中差異化生存。
用光做傳輸信號，讓光轉(zhuǎn)換為能量，大家都能理解，但說到讓光提供運算能力，不少人都是一頭霧水。光子芯片，就能向光“要來”運算能力，是白冰和團隊致力研發(fā)的領域。目前，業(yè)界使用的芯片一般為電子芯片(半導體芯片)，即超大規(guī)模集成電路，一塊芯片上有幾百萬的晶體管。而光子芯片上有無數(shù)個光學開關器，利用不同波長、相位和強度的光線組合進行信息處理。
“對于光來說，傳輸就是計算。比如光通過一個透鏡發(fā)生折射，你通過透鏡看到另一端的物體變形了。圖像經(jīng)過轉(zhuǎn)化傳到你的眼睛的過程中，透鏡使得圖像發(fā)生了變化，這就是一個計算的過程。”白冰說。白冰和初創(chuàng)團隊多有光通信背景，對于使用光進行計算的想法，白冰覺得很自然，“技術已經(jīng)到了這個程度”。這也是他們團隊的優(yōu)勢，因為很多現(xiàn)成的光學元件可以直接拿來用。
光子芯片如何與人工智能搭上邊？白冰解釋，如果一個芯片跑得非?？臁⒎浅Ｊ‰?，一定是芯片的物理結(jié)構與軟件高度匹配，才能實現(xiàn)高效率?，F(xiàn)在的人臉識別、自動駕駛、安防監(jiān)控、AI金融、AI醫(yī)療等功能，都依賴人工智能算法，一款能跟算法匹配的芯片，就是人工智能芯片。
實現(xiàn)人工智能需要大量線性運算，而光子芯片天生適合線性計算——算法高度匹配，計算速度比普通電子芯片高?！肮鈱W計算芯片在實驗室一直存在，但長期沒有比較好的應用場景，無法落地應用，人工智能的發(fā)展使得光子芯片有了用武之地?！卑妆f。
2018年，全國雙創(chuàng)周北京主會場，白冰和團隊已經(jīng)拿出硅光AI芯片樣本，吸引了很多人駐足。當年第四屆中國“互聯(lián)網(wǎng) ”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽總決賽上，白冰作為負責人的創(chuàng)業(yè)項目《光子人工智能芯片》參加比賽并獲得銀獎。
如今，他們在中關村國防科技園有了自己的辦公室，建立了超凈實驗室，光子人工智能芯片項目也成功簽約落戶順義。按照白冰的暢想，未來光子芯片主要還是瞄準人工智能領域的應用與發(fā)展。目前，光子人工智能芯片的產(chǎn)品主要集中于云端，之后將推向設備端。
功耗是光子芯片的另一大賣點。無論是性能功耗比還是單位美元提供算力，光子芯片都比電子芯片更有優(yōu)勢?！半娮有酒墓谋纫呀?jīng)到了瓶頸，但是光子芯片的能力還遠沒有到頂。我們希望更多資源進來，一起優(yōu)化光子芯片的能力?！卑妆榻B，光子人工智能芯片的功耗僅為電子芯片的十分之一，能效比可達10T/W。
中科院上海微系統(tǒng)所所長助理秦曦介紹，集成電路的發(fā)展已趨于極限，而通過硅光集成，用光代替原來的電進行傳輸，成本有可能降低到原來的十分之一，甚至更低。前不久，國內(nèi)三大運營商都采購了光子芯片進行功耗測試。在未來的智慧城市建設中，光子芯片被寄予厚望?！爸腔鄢鞘行枰ㄔO很多‘智慧大腦’作為信息處理中心，然后通過5G將計算能力傳出去。光子芯片可以作為‘智慧大腦’的面板，降低能耗?！?/p>
白冰介紹，光子芯片還可廣泛應用于自動駕駛、智能機器人、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等領域。下一步，白冰團隊將在硬件基礎上提供底層工具，希望國內(nèi)高校、科研院所以及企業(yè)，共同參與，建立完整的光子芯片生態(tài)系統(tǒng)。
多所高校正在光子芯片領域攻堅。今年第五期《半導體學報》上，北京大學物理學院陳建軍研究員介紹，光子芯片技術的逐漸成熟必將引起光信息技術領域的又一次革命，將在通信、醫(yī)療、計算、國防、能源等領域產(chǎn)生顛覆式的革新。
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