上周三在南京紫金科创园的实验室蹲到下午三点,太阳穴被空调吹得发疼,抬头就看见实验台那块半透明的“玻璃片”——旁边连个散热风扇都没有,屏幕上跑的矩阵运算,比我桌上那台开了三风扇的游戏本快了快两个量级。
我当时第一反应是,这东西不会是P的吧?
直到实验室的老师拿镊子把那片“玻璃片”夹起来,我才反应过来,这就是最近科技圈传的神乎其神的光子计算芯片。
别听吹的,它不是要把CPU换掉
之前刷到好多通稿,说光子计算要把现在的电子芯片全部淘汰,我当时就想笑。
哪有那么简单。
我们现在所有的硅基芯片跑运算,本质上都是让电子在纳米级的沟道里撞来撞去,跑的越快,碰撞越多,发热就越狠——就像早高峰的新街口,人挤人走不动,还全是汗。光子就不一样了,它根本不跟你挤,不同波长的光可以在同一条硅波导里并行跑,互相不干扰,连发热都少的可怜。光子计算最核心的优势,是并行度和功耗的平衡——这刚好踩中了现在电子芯片最头疼的两个痛点:跑的越快,发热越狠,想要更高的算力,就得堆更多的核心,最后挤得转不开身。
但它的短板也一样明显。
光子最擅长的是那种重复性极高的乘加运算——比如大模型训练、图像识别、信号处理,要做几百万次矩阵相乘的活,它跑起来快到飞起。但你要让它做个简单的逻辑判断,比如“如果A大于B就输出1,否则输出0”,它反而不如电子芯片灵活,甚至还要额外搭一块指甲盖大小的电子芯片来做控制。
说白了现在的光子计算,就是个偏科到离谱的特长生,不是全科满分的学霸,别一上来就吹要革了所有芯片的命。

上周刷到个短视频,说光子计算已经能替代英伟达的显卡跑所有大模型了,我当时差点把手里的冰美式喷出来。哪有那么快。现在所有落地的光子计算方案,本质上都是“电子+光子”的混合架构:光子负责跑最耗算力的矩阵运算,电子芯片负责控制逻辑、处理输入输出,就像你请了个专门做报表的实习生,其他的杂事还是得自己来。
那片半透明的玻璃,到底贵在哪
我当时凑到显微镜旁边盯了那块芯片五分钟,整个核心光路的部分比指甲盖还小,所有的波导都是微米级的,连个毛刺都没看见,只觉得做芯片的人是真的狠。
但这么精密的东西,造出来只是第一步。现在光子芯片最大的量产瓶颈,不是光路的设计,而是光路和外部光纤的对准精度。
什么概念?你要把不同波长的光,精准打进这些微米级的波导里,误差不能超过100纳米——相当于你站在紫峰大厦的楼顶,要把一根针精准扎到地面上的一个蚂蚁洞里面。稍微偏一点,光就跑歪了,整个芯片的效率直接掉一半。
之前我以为这东西造出来就能直接用,直到老师给我看了他们的对准设备——整个工作台是悬浮的,连旁边有人走路的震动都要抵消掉,就为了对准那几微米的位置。

这也是为什么之前光子计算一直是实验室里的玩具——对准的成本太高了,根本没法量产。最近这两年突然火起来,一方面是因为大模型的算力瓶颈卡的太死了,现在一张高端GPU的功耗快赶上家里的电暖器,数据中心一半的电费都是给散热交的,而光子计算同样的运算量,功耗可能只有GPU的十分之一甚至更低,对于烧钱烧到心疼的云厂商来说,这是实打实的救命方案。
另一方面,也是因为现在的对准技术慢慢成熟了,之前要手动调几个小时才能对准,现在用自动化设备,几秒钟就能搞定,良率提上来了,成本才有可能降下去。
别等它马上到你家电脑上
好多人看完相关的新闻就问我,那我什么时候能用上带光子芯片的笔记本?
我只能说,别急。
任何新的算力技术,落地的顺序都是有规律的:先从最需要算力、最能接受高成本的数据中心开始,然后慢慢下放到边缘设备,最后才会到消费级的个人产品。就像当年的GPU,最早是用来给游戏做图形渲染的,后来才变成了大模型的算力核心,再后来才慢慢下放到普通用户的显卡上。
现在的光子计算也一样,最先落地的一定是数据中心里的加速卡——插在现有的服务器里,专门跑大模型的训练和推理,其他的活还是交给原来的CPU和GPU来干。我问实验室的老师,你们的产品最快什么时候能商用?老师笑了笑说,明年就能出第一版的加速卡,给几个合作的云厂商做测试,但要做到像现在的CPU一样随便买到,还早。
不过话说回来,也不用对它太悲观。现在我们用的外卖APP,要给你推附近的商家,要算最快的配送路线,背后都是成千上万次的矩阵运算在跑。这样一来,服务器能省好多电,我们刷APP的时候,说不定都能少加载两秒。
那天从实验室出来,南京的风已经带了点秋天的凉意,我攥着半杯凉掉的冰美式,突然觉得之前刷到的那些“光子计算颠覆一切”的通稿,其实都太急了。哪有什么颠覆啊,都是一群人蹲在实验室里,把光一点点塞进微米级的缝里,慢慢磨出来的技术。
毕竟谁不想要个风扇不转、还能跑满大模型的电脑呢。
作者|科技
排版|科技
审核|小准