能效提升100倍！全球首款光学AI芯片问世，开启绿色AI新纪元

人工智能系统在技术领域日益占据核心地位，但其高能耗问题对能效和可持续性提出了挑战。美国佛罗里达大学的研究人员开发出一种新型芯片，通过利用光而非仅依赖电力来执行AI中最耗电的卷积运算，有望显著降低能耗。相关研究成果发表于《先进光子学》（Advanced Photonics）杂志。

卷积运算是机器学习中的核心功能，使AI能够检测图像、视频和文本中的模式，通常需要大量计算能力。该芯片通过将光学元件直接集成到硅芯片上，利用激光和微型透镜执行卷积运算，在保证高精度的同时大幅提升能效。测试中，该芯片对手写数字的分类准确率达到98%，与传统电子芯片相当。

该系统使用两组基于标准半导体技术制造的微型菲涅尔透镜，其宽度小于人类头发，直接蚀刻在芯片上。运算时，机器学习数据被转换为激光并穿过透镜完成数学变换，结果再被转换回数字信号。

研究还表明，该芯片可通过波长复用技术同时处理多路数据流，即利用不同颜色的激光并行传输信号，体现了光子学的独特优势。这项研究由佛罗里达大学（及其半导体研究所）与加州大学洛杉矶分校、乔治华盛顿大学合作完成。

业界指出，英伟达等芯片制造商已在其AI系统中采用光学元件，这将有利于此类光计算技术的集成与应用。预计在不久的将来，芯片级光学技术将成为AI芯片的标准组成部分，推动光学AI计算的发展。

--《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）