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光子计算:光基技术取代传统晶体管的未来图景

光子计算概述

光子/光学计算利用红外光或光子替代电流进行计算。多国面临能源危机,光作为数字计算动力源是重大突破。光子计算用激光/二极管发射光子,通过线性光学器件(波片、倒置镜)处理量子信息,用量子存储器和光子探测器存检量子态,以光子构建逻辑门替代电学晶体管。

光子计算:光基技术取代传统晶体管的未来图景

历史回溯

技术演进旨在提效:1876 年贝尔电话,1895 年无线电,1947 年贝尔实验室晶体管,继而卫星通信、有线无线并行。晶体管传输虽快但有能耗损耗与延迟,亟需更高速介质。

光子计算:光基技术取代传统晶体管的未来图景

为何需要光子计算

有线传输虽快,晶体管处理仍有能耗损耗与时延,需更高速传输介质。

光子计算优势

面临挑战

虽有阻碍,但随着制造工艺突破和投入增加,光子计算有望解决晶体管过热、尺寸瓶颈,未来将在各阶段普及。

前沿进展

MIT Lightmatter、Lightelligence、Optalysys、Luminous 等公司攻关光子芯片。Lightmatter 宣称其 Envise 芯片性能是英伟达同类芯片 5 倍,且能效最高。将大幅赋能自动驾驶 AI、制药、智能制造机器人等领域,提升数据传输速度与精度,释放生产力。

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