上周在紫金山实验室的走廊里蹭了半小时空调,盯着展柜里那块比指甲盖还小的硅光芯片看了快二十分钟。旁边的研究员大哥递了瓶冰可乐,说别光看,这东西现在真在跑人脸识别的demo。
我当时第一反应是——光?光也算东西?
你以为的“光计算”,根本不是拿手电筒照电路板
之前刷到过不少离谱的科普,说光子计算是拿激光当运算单元,像科幻片里那种把光聚成束在空间里算。错得离谱。

实际的光子计算器件,本质还是一块刻在硅片上的集成电路,只不过把原本跑电子的金属导线,换成了能让光在里面定向传播的微型波导。光子计算的核心,是把原本需要电子来回搬运完成的逻辑运算,换成不同波长、不同相位的光信号直接在硅基波导里完成叠加和转换。
打个比方,以前的电芯片像单车道的乡村公路,所有电子都挤在一条道上跑,超车的时候还要剐蹭(就是我们常说的发热、信号损耗);现在的硅光芯片像多层高架快速路,不同波长的光各占一个车道,互不干扰,同一时间能跑的“车”(也就是数据量)是传统电芯片的几十上百倍。
别听营销号吹“取代英伟达”,这东西现在连打游戏都卡
说实话,我之前刷到好多短视频说光子计算要三五年就颠覆AI算力,当时差点把手里的柠檬茶喷在手机屏幕上。哪有那么容易。
现在实验室里跑的光子计算demo,最擅长的是那种并行度拉满的矩阵运算——比如大模型推理里的向量匹配,或者图像识别里的特征提取,这些任务不需要太复杂的分支判断,刚好踩在光子计算的能力舒适区里。但你要是想拿它跑个需要频繁做逻辑判断的程序?比如你在游戏里突然切出背包、放个技能、触发一段剧情,这种需要反复跳来跳去的逻辑,光信号处理起来的效率,现在还赶不上传统的电芯片。

更别说现在还有个绕不开的坎:光电转换。你总不能让光信号直接和现在的操作系统、应用软件对话吧?现在的软件全是为电信号写的,算完一段光信号,得转成电信号才能输出结果,这个转换环节的损耗和延迟,目前还占了整个系统延迟的近四成。
现在绝大多数人在数据中心里见到的硅光器件,本质是“光的快递员”,不是“光的计算师”——大家熟悉的800G光模块,就是靠不同波长的光在光纤里传数据,把数据从服务器的这头传到那头,本身不做任何运算。很多营销号把这俩混为一谈,吹得天花乱坠,其实差得远。
我站在实验台边问了三个最实在的问题

那天蹲在实验台边看研究员调芯片参数的时候,我攒了一肚子普通人会好奇的问题,索性直接问了,得到的答案比我之前看的十篇行业报告都实在。
第一个问题:这东西最先会用在什么地方?
大哥头也没抬,说肯定不是你手里的手机、家里的电脑。最先落地的是数据中心里的AI推理卡——比如你刷短视频时刷到的个性化推荐,AI生成图片时的后端算力,甚至你用语音助手转文字的后台运算,这些不需要频繁做逻辑跳转、只需要跑海量矩阵计算的场景,会是光子计算最先落地的地方,快的话三五年就能规模化商用。
第二个问题:同算力下,真的能省很多电吗?
他指了指旁边测试柜里正在跑的芯片,说真的。光在硅波导里传播的时候几乎没有电阻效应,不会像电子那样在导线里撞来撞去产生大量的热。现在他们做的同算力测试,功耗能降到传统GPU的三分之一不到,长期跑下来,数据中心的电费能省出好大一笔。
第三个问题:那以后我们的电脑是不是就不用装风扇了?
他突然笑出了声,说别着急高兴。现在为了把光信号的相位调到精准的计算状态,每个微型波导上面都得装个指甲盖大的微型加热电极——靠微调硅材料的折射率,来校准光的传播路径。哦对,你没听错,折腾了半天的光,最后还是得靠小电热丝来校准。只不过这个热是局部的微热,不是以前那种整个芯片烫得能煎鸡蛋的大热而已。
那天从实验室出来的时候,南京刚好下了点小雨,风从梧桐道上吹过来,带着点桂花的香味。我攥着那半瓶没喝完的冰可乐,突然觉得以前对新技术的想象都太极端了——要么觉得它明天就能颠覆世界,要么觉得它都是骗子的噱头。
哪有那么多非黑即白的事啊。
那些刻在硅片上比头发丝细几十倍的波导通道里,不同颜色的光正以每秒几十万公里的速度跑过,带着我们平时根本感知不到的计算量,慢慢把以前想都不敢想的算力,一点点拉到普通人能碰到的地方。
急什么呢。
作者|科技
排版|科技
审核|知知