我们如今普遍使用的电子计算机都遵循着摩尔定律，算力大约每两年翻一倍。近年来，随着随着晶体管的微型化已经达到了基本物理极限，这一速度已经逐渐放缓，因此更多的目光开始聚焦在量子或光子计算领域。
一根光纤电缆将激光传送至这台光子加速器。图片来源：LIGHTELLIGENCE
使用光子处理数据的计算机能够大幅降低数据中心的功耗，同时提升计算速度。近日，有两项研究公开表示突破性解决了光子计算机运行中的一些实际问题，研究人员表示，这项技术已接近商业化应用。
研究人员探索了包括量子计算和光子计算在内的多种方案，尽管量子计算尚未实现真正实用化，但光子计算却已进入新阶段，如该两项研究中所提出的芯片设计，已能执行真实计算。更重要的是，制造电子计算机硅芯片的工厂可直接用于生产这类光子芯片。
相较电子计算机，光子计算机具有巨大的潜在优势。首先，由于光子在电路中的移动速度比电子快，可以加速计算并减少每一步计算之间的停顿。其次，由于光子无阻力移动且很少被芯片材料吸收，它们可以在能耗更低的情况下完成相同的工作，而电子计算机则需要高能耗的冷却系统。
新加坡公司Lightelligence 展示了一种结合了光子芯片和微电子芯片的光子算术计算引擎（PACE），能够成功运行伊辛问题（Ising problems）。这些问题在物流行业及其他许多领域有直接应用。
在另一篇独立研究中，美国一家光子计算公司Lightmatter称他们研发的芯片Envise可以运行人工智能模型 BERT，它能以莎士比亚的风格生成文本，准确率与传统电子处理器相当。
Lightelligence公司的Bo Peng指出，该领域正涌现大量初创公司，技术成熟速度惊人。“我们已经基本进入试生产阶段，这更像是真正的产品，而非实验室演示。” 他说。
正如量子计算领域致力于证明“量子优势”，即量子计算机能完成经典计算机无法胜任的任务，彭博表示他们正专注于证明“光子优势”。尽管未透露具体时间，他强调该技术已接近商用，最可能的形式是与电子芯片协同工作的光子芯片，而非完全替代，用于处理特定加速任务。
值得注意的是，Lightelligence公司的研究基于 PCI Express 格式硬件。这是台式计算机主板的标准扩展格式，允许添加显卡或其他设备。该公司的设备已可接入任何商用桌面电脑，只需匹配的通信软件即可运行。
英国格拉斯哥大学的Robert Hadfield认为，两项研究表明 “该领域即将沸腾”。 “行业可能很快将光子处理器视为可行替代方案，” 他说，“看到这种架构的成熟令人振奋。这些光子芯片由全球顶尖代工厂制造，完全具备大规模量产潜力。”
同样来自格拉斯哥大学的Stephen Sweeney指出，光纤通信已在全球普及，光子计算如今也近在咫尺。光子计算能实现比电子计算更快的速度和更低的损耗，当需要海量计算时，就必须考虑这一方向。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-08786-6
https://doi.org/10.1038/s41586-025-08854-x
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