Истраживачи са Универзитета у Пекингу у Кини тестирају интегрисани фотонски квантни чип.Кредит: Синхуа преко Аламија
Како генеративни модели вештачке интелигенције постају софистициранији и троше више енергије за производњу слика и видео записа, електронски чипови који их напајају достижу своје границе брзине и ефикасности. Оптички чипови – полупроводнички чипови који раде на светлости, а не на струји – могли би да реше ове проблеме, кажу истраживачи који раде на терену.
Такви чипови, који се такође називају фотоничким чиповима, још су годинама далеко од интегрисања у потрошачке рачунаре и мало је вероватно да ће у потпуности заменити електронске чипове. Међутим, истраживање оптичких чипова је драстично порасло у последњих пет година, а Кина је предњачила.
„Кина је у протеклој деценији стратешки улагала у инфраструктуру, способности и таленте“ у овој области, каже Бен Еглтон, физичар са Универзитета у Сиднеју, Аустралија. Егглетон, који је био главни уредник АПЛ Пхотоницс више од једне деценије до истека његовог мандата у децембру 2025. каже да је видео повећање броја висококвалитетних публикација о фотонским чиповима из Кине.
Кинески истраживачи су прошле године објавили 476 радова о оптичким чиповима, највише у било којој земљи, према Природа анализа радова у бази података Дименсионс (део Дигитал Сциенце, фирме којом управља Холтзбринцк Публисхинг Гроуп, која има удео у Природа‘с издавач, Спрингер Натуре). Број радова које су написали кинески аутори порастао је за десет пута између 2017. и 2025. Сједињене Државе су биле следећи највећи произвођач, са производњом која се више него удвостручила током тог периода.
Кинеско прихватање оптичког рачунарства убрзало се након америчке политике да ограничи кинески приступ најнапреднијим електронским чиповима и да ограничи опрему неопходну за њихову производњу. Такви чипови су потребни за обуку и примену великих АИ модела.
Ограничења су изоштрила подстицај Кине да пронађе алтернативне путеве ка рачунарству високих перформанси, каже Зенггуанг Ченг, научник о материјалима на Универзитету Фудан у Шангају, Кина. „У 14. петогодишњем плану Кине спомиње се фотоника, заједно са пројектима квантног рачунарства. Кинеска влада је обезбедила одржива улагања за ово“, додаје он.
Рачунарски изазови
Оптички чипови преносе информације користећи фотоне, а не електроне. Пошто фотони путују брзо и не ослобађају енергију као топлоту, оптички системи могу да раде боље од електронских и имају мањи губитак енергије. Такви чипови се већ налазе у сензорима, системима за пренос података и биомедицинским уређајима. Али њихово коришћење за обављање рачунања – посебно за генеративне задатке вештачке интелигенције – представља додатне изазове.
Електронски чипови манипулишу напонима помоћу транзистора. Насупрот томе, фотонски чипови зависе од контроле амплитуде, фазе и интерференцијских образаца светлости. То их чини енергетски ефикасним, али их је теже скалирати, реконфигурисати и обучити за сложене задатке, каже Јитонг Чен, електронски инжењер на Шангајском универзитету Јиао Тонг у Кини. До недавно је већина фотонских чипова могла да обавља само уске функције, као што је класификација слика.
Прошлог месеца, Чен и његове колеге су представили први потпуно оптички чип1назван ЛигхтГен, који може да покреће напредне генеративне АИ моделе за производњу слика и видео записа.
Истраживачи су користили густо интегрисане метаповршине – наслагане слојеве дизајниране да манипулишу светлошћу на наноскали, што им је омогућило да интегришу милионе фотонских неурона у чип. Такође су развили алгоритам за обуку посебно скројен за оптичке системе. Према тиму, ЛигхтГен је генерисао слике, уређивао видео садржај и чак производио 3Д сцене при брзинама и енергетској ефикасности које су веће од оних врхунских процесора, као што је НВИДИА А100.
Егглетон каже да је ово дело импресиван доказ концепта за брз и енергетски ефикасан фотонски чип који може да заврши специфичне задатке.
