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來源：本文編譯自livescience，謝謝。
電子微晶片是現代世界的核心。它們存在於我們的筆記型電腦、智慧手機、汽車和家用電器中。多年來，製造商一直在努力使其功能更強大、效率更高，從而提升了我們電子裝置的效能。
但由於晶片製造成本和複雜性的增加，以及物理定律所設定的效能限制，這一趨勢如今正逐漸減弱。而與此同時，人工智慧（AI）的蓬勃發展也帶來了對更高計算能力的需求。
我們目前使用的電子微晶片的替代品是光子晶片。它們利用光而非電來實現更高的效能。然而，由於諸多障礙，光子晶片尚未普及。如今， 《自然》雜誌發表的兩篇 論文解決了其中一些障礙，為實現複雜人工智慧系統所需的計算能力提供了重要的基石。
光子計算利用光（光子）而非電（電子）來傳輸和處理資訊，有望實現更高的速度、更大的頻寬和更高的效率。這是因為它不會因電阻現象而產生電流損耗，也不會產生電子元件產生的不必要的熱量損失。
光子計算還特別適合執行所謂的矩陣乘法——人工智慧的基礎數學運算。
這些只是其中的一些優勢。然而，挑戰也不容小覷。過去，光子晶片的效能研究通常是孤立進行的。但由於電子技術在現代技術中的主導地位，光子硬體需要與這些電子系統整合。
然而，由於光的執行速度更快，將光子轉換為電訊號會減慢處理時間。光子計算也基於模擬運算而非數字運算。這會降低精度並限制可執行的計算任務型別。
由於目前無法以足夠高的精度製造大規模光子電路，因此從小型原型進行規模化也十分困難。光子計算需要其自身的軟體和演算法，這加劇了與其他技術的整合和相容性挑戰。
《自然》雜誌上的兩篇新論文解決了其中許多難題。新加坡公司Lightelligence的彭博（Bo Peng）及其同事展示了一種用於光子計算的新型處理器，稱為光子算術計算引擎（Pace）。該處理器具有低延遲，這意味著輸入或命令與計算機相應的響應或操作之間的延遲極小。
擁有超過16,000個光子元件的大規模Pace處理器能夠解決複雜的計算任務，證明了該系統在實際應用中的可行性。該處理器展示瞭如何解決光子和電子硬體的整合、精度以及對不同軟體和演算法的需求。它還證明了該技術可以規模化擴充套件。
儘管當前硬體存在一些速度限制，但這標誌著一個重大進展。
在另一篇論文中，來自加州 Lightmatter 公司的 Nicholas Harris 及其同事描述了一種光子處理器，它能夠以與傳統電子處理器相當的精度執行兩個人工智慧系統。作者透過生成莎士比亞式的文字、準確分類電影評論以及執行經典雅達利電腦遊戲（例如吃豆人）來展示其光子處理器的有效性。
該平臺還具有可擴充套件的潛力，儘管在這種情況下，所用材料和工程的限制削弱了處理器的速度和整體計算能力。
兩支團隊都表示，他們的光子系統可以成為可擴充套件的下一代硬體的一部分，支援人工智慧的應用。這最終將使光子學變得切實可行，儘管還需要進一步的改進。這將涉及使用更有效的材料或設計。
參考連結
https://www.livescience.com/technology/computing/scientists-clear-major-roadblocks-in-mission-to-build-powerful-ai-photonic-chips
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