類似ChatGPT的人工智能系統(tǒng)素來耗電量巨大。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，加拿大光學(xué)、光子學(xué)和激光中心的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種能以超高速傳輸海量數(shù)據(jù)的光芯片。該技術(shù)細(xì)如發(fā)絲，能效無可匹敵。這項(xiàng)創(chuàng)新成果發(fā)表在《自然·光子學(xué)》雜志上，利用光來傳輸信息。與僅依靠光強(qiáng)度的傳統(tǒng)系統(tǒng)不同，這種芯片還利用了光相位（即光的相移）。

通過增加信號的新維度，該系統(tǒng)達(dá)到了前所未有的性能水平，同時保持了微小的尺寸。該研究的第一作者、博士生Alireza Geravand說："我們的數(shù)據(jù)傳輸速度從每秒56千兆比特躍升至每秒1000千兆比特。"

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博士生 Alireza Geravand 正在 COPL 實(shí)驗(yàn)室研究這項(xiàng)技術(shù)。

研究團(tuán)隊(duì)看到了訓(xùn)練人工智能模型的巨大潛力。格拉萬德補(bǔ)充道："以每秒1000千兆比特的速度，你可以在7分鐘內(nèi)傳輸整個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，相當(dāng)于超過1億本書。這大約是你煮一杯咖啡的時間。"而所有這些僅消耗4焦耳的能量，剛好足以將一毫升水加熱1攝氏度。

這一突破依賴于微環(huán)調(diào)制器——一種由硅制成的微小環(huán)形裝置，可以操縱光來編碼信息。該系統(tǒng)使用兩對環(huán)：一對用于強(qiáng)度，另一對用于相位。當(dāng)今的人工智能數(shù)據(jù)中心依靠數(shù)萬甚至數(shù)十萬個處理器，像大腦中的神經(jīng)元一樣進(jìn)行通信。每個處理器的尺寸為幾毫米，但當(dāng)所有處理器加在一起時，基礎(chǔ)設(shè)施很快就會變得巨大，為其供電所需的能源也是如此。格拉萬德說："最終你會得到一個長達(dá)幾公里的系統(tǒng)。"利用他們的新技術(shù)，這些單元可以快速高效地通信，就像它們之間只有幾米的距離一樣——隨著人工智能需求的持續(xù)增長，這將是一個相當(dāng)大的優(yōu)勢。

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這款芯片薄如發(fā)絲，依靠兩對環(huán)形微諧振器來實(shí)現(xiàn)無與倫比的性能。

這項(xiàng)技術(shù)可能會在未來幾年內(nèi)進(jìn)入市場。英偉達(dá)等公司已經(jīng)開始使用微環(huán)調(diào)制器，盡管僅限于光強(qiáng)度。Geravand總結(jié)道："十年前，我們的實(shí)驗(yàn)室為這項(xiàng)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。今天，我們將其提升到了一個新的水平。也許幾年后，行業(yè)會迎頭趕上，這項(xiàng)創(chuàng)新將走進(jìn)現(xiàn)實(shí)世界。"

該研究的其他貢獻(xiàn)者包括Zibo Zheng、Farshid Shateri、Simon Levasseur、Leslie A. Rusch和Wei Shi。

相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1038/s41566-025-01686-1