9月23号那天南京下着碎雨,我挤过实验室走廊堆着的印着外卖平台logo的纸箱,凑到那台盖着藏青色防尘布的设备跟前的时候,负责调试的师兄刚把侧置的散热风扇调到最低转速档。
没声音。
我之前摸过的所有高端计算设备,不管是跑大模型的GPU服务器,还是用来做基因测序的算力盒子,一开机就是满屋子的风扇轰鸣,像蹲在拖拉机旁边。这台倒好,除了风扇叶片转的轻微震动,几乎听不到别的动静。师兄拍了拍防尘布的边角,说这里面跑的不是电,是光。
不是把LED塞进芯片那么简单
之前我对光子计算的认知,停留在初中物理课本里的光纤——不就是把电信号转成光信号,顺着玻璃丝传出去,到了对面再转成电信号接着算?说白了就是给数据修了条不堵车的高速公路,核心还是靠原来的电引擎跑。
大错特错。
光子计算的核心是用光子的相位、振幅这些物理属性直接承载计算逻辑,而不是像传统芯片那样,先把所有信息转换成高低电平的电信号,再靠晶体管开关完成运算,最后把结果转成可以存储的格式。换句话说,光不是跑高速的快递车,光本身就是快递员、分拣员、记账员,从接收到数据开始,整个计算过程全程在光的世界里完成,根本不需要频繁往返电和光的转换接口。

为什么要费这么大劲做这个?说穿了就是被现在的电芯片逼的。内存墙带来的能耗浪费,已经成了现在AI算力成本里最大的一块——你跑一次大模型推理,差不多70%的电都花在把参数从显存搬到计算单元的路上,真正用来算矩阵乘法的能耗连30%都不到。
太亏了。
光在硅片的光路里跑的时候,几乎不会产生电阻发热,传输速度还比电信号快一个量级,从根源上就绕开了“搬数据比算数据还费电”的死循环。
我之前踩过的两个认知坑
最开始接触光子计算的时候,我踩过俩特别傻的坑,说出来大家也避避。
第一个坑,以为光子计算是个小众技术,只能用来做光通信,跟日常用的计算设备不沾边。直到师兄把一段大模型推理的代码贴到他调试的原型机上,看着屏幕上的token生成速度跳出来的时候我才反应过来——大模型最核心的运算就是矩阵乘法,刚好是光子计算最擅长的活,根本不是什么边缘场景。
第二个坑,以为光子计算出来之后,就要把所有传统电芯片扔到垃圾桶里。这就更扯了。现在整个行业根本没走“替代”的路子,走的是“搭伙”的路子。电芯片擅长处理需要灵活分支判断的零散任务,比如你点个鼠标、切个网页、写半行代码这种逻辑跳来跳去的活,光子芯片就专门接那种重复度极高、数据量又大的批量运算,比如跑AI推理、做CT影像的三维重建、算流体力学模型这种。

上次有个做早期投资的朋友跟我吹,说光子计算明年就能把高端GPU的市场抢光,我当时翻了个白眼。哪有那么快。
麻烦得很。
现在的光子芯片可编程性还很差,你今天给它调好光路参数让它跑矩阵乘法,明天想换个别的算法,可能要花好几个小时重新校准光路的相位,根本不像电芯片那样,烧个新固件就能跑全新的程序。
现在的进度条,到底拉到哪了

我蹲在实验室的三天里,听最多的话就是“别信网上的神话”。
什么“光子计算颠覆摩尔定律”“2030年光子芯片占半壁江山”,这些话听听就好,真要算实际进度,现在还在“把原型机调得能稳定出正确结果”的阶段。
上次跟一个做流片的工程师聊天,他说上个月他们团队流了一批20片的硅晶圆,每片上面刻了十几条纳米级的光路,最后能做到光路完全对准、计算结果没有偏差的,只有3片。剩下的全废了。
心疼得直嘬牙花子。
毕竟硅片上刻光路的精度要求,比刻晶体管的要求还高——刻晶体管的时候,差个几纳米的误差,大不了就是漏点电,速度慢一点;刻光路的时候差个几纳米,光的相位直接偏半格,算出来的结果差到十万八千里,根本没法用。
不过话说回来,也不是一点盼头都没有。现在已经有团队把光电混合的芯片做到了指甲盖大小,同样的功耗下,跑大模型推理的速度,能比同功耗的高端GPU快一个数量级。只是现在良率太低,成本摊不下来,离普通消费者能摸到的程度,还有好长一段路要走。
之前有个读者给我发消息问,那以后我家里的电脑会不会换成光子芯片?
我当时回他,短期内别想。你打游戏、写文档、剪个1080p的视频,这点计算量,现在的电芯片性能过剩到能让你用十年都不卡,犯不上花大价钱装个用起来还麻烦的光子芯片。什么时候你能真切感受到光子计算的好处?就是以后你用AI生图,原来要等10秒的图,现在1秒就刷出来了,而且同个场景下的电费还更便宜——那背后大概率就是机房里换了一批搭载光子计算模块的加速卡。
说实话,我之前也被网上的科幻式科普忽悠过,觉得光子计算就是下一代算力的终极答案,结果蹲了三天实验室才明白,哪有什么终极答案。大家都是在现有技术的框架里,找最能解决实际问题的路子,一步一步凑出能用的东西而已。
窗外的雨停的时候,师兄把防尘布重新盖回设备上,说等下个月流的新一批晶圆回来,要再调一周参数。我看着走廊上来回跑的穿白大褂的学生,突然觉得,所谓的技术突破,从来都不是什么惊天动地的瞬间,就是这样一遍一遍调参数、流片、废片、再流片的日常而已。
作者|科技
排版|科技
审核|白杨