清华大学研制"光子算盘"计算架构 推动光学计算从专用向通用芯片跨越

在全球算力需求快速增长的背景下,光学计算凭借并行处理优势,被认为是突破传统电子计算瓶颈的重要方向;但长期以来,光学线性计算主要受制于两点:其一,依赖复杂的光束相互作用,系统难以做小做简;其二,受数模转换(DAC)环节限制,能效难以提升。受此影响,现有光学芯片往往只能围绕特定任务定制优化,规模化应用推进缓慢。清华大学电子工程系黄翊东教授团队在系统研究中认为,关键问题在于传统架构将数据编码与计算过程绑定过紧。为此,团队提出“光子算盘”概念,灵感来自中国传统计算工具——算盘。该架构由“光子算珠”基础单元组成,每个单元包含独立的光源-探测器对,并通过时空编码实现数据表征与运算分离。

从“提升单点性能”转向“重构计算方式”,是算力技术演进的重要方向。清华团队提出的“光子算盘”把传统算盘“以珠成算”的思路转化为可扩展的光计算单元组织方式,说明了以架构创新化解工程限制的价值。面向未来,谁能在通用性、规模化与能效之间率先形成可复制的系统方案,谁就更可能在新一轮算力竞争中占据主动。