美国正在投资开发用于人工智能的光子芯片,但必须突破物理定律。
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DARPA启动PICASSO计划——“光子学革命”
美国国防部(通过DARPA管理)宣布启动PICASSO项目(Photonic Integrated Circuit Architectures for Scalable System Objectives)。该计划的目标是突破阻碍光子计算系统发挥潜力的根本物理障碍:低延迟、几乎零能耗和高速。
为什么现在重要
光子学仍处于“萌芽”阶段。关键限制:
| 限制 | 含义 |
|---|---|
| 信号衰减 | 光在通过材料时迅速衰减 |
| 难以区分的放大噪声 | 不能放大信号而不同时放大噪声 |
| 干扰效应 | 干涉、散射、反射、共振 |
| 参数不稳定 | 大规模生产中性能偏离标称值,尤其受温度影响 |
因此,目前的光子芯片只能执行简单线性运算,“深度”计算受到将光转换为电流再返回的必要性限制。这削弱了光子学在混合解决方案中的优势。
DARPA任务
1. 设计绕过上述限制的电路方案,使用现有光子组件(不需要新材料或设备)。
2. 确保大型光子电路可预测运行,使其成为人工智能和其他计算密集型应用的实用工具。
计划结构
| 阶段 | 持续时间 | 任务 |
|------|----------|------|
| 第1阶段 | 18个月 | 证明方法可行性 |
| 第2阶段 | 28个月 | 开发并展示工作解决方案 |
- 总预算约3500万美元。
- 报名截止日期:2026年3月6日。
DARPA相信,电路设计师已证明能够创建可靠且稳健的电子架构;现在需要在光子链中复制这一成功。
结论
PICASSO计划是一次挑战:将光子学从“萌芽”状态提升为可与传统计算系统竞争的成熟技术。此处的突破可能开启光子芯片在人工智能和其他高性能任务中的大规模应用之路。
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