清华大学电子工程系的黄翊东教授带着冯雪副教授和李永卓副研究员搞了个大事儿，他们给光计算架构搞出了个新东西，叫“光子算盘”，打算用来造通用的光学芯片。眼下AI发展快得离谱，大家伙儿都得算得更快更多，传统的电脑路子已经快撑不住了。光子因为跑得快、能耗低、能一起干活，被大家当成了未来解决这大问题的一个方向。可是以前的光计算系统总是被绑在特定的任务上，没法像电脑芯片那样随便编程、随便扩展，这就成了拦路虎。 黄教授他们就想打破这个僵局。他们发现传统的光学线性计算太死板了，老是靠光束干涉或者衍射来做数学题，还得用数模转换器来转换信号。这样一来，系统要么没法灵活扩展数据量，要么没法随便换功能。结果搞出来的东西就只能当个专用芯片用，这就把光计算的路堵死了一半。 黄教授他们受中国古代算盘的启发，想出了“光子算盘”的新点子。这个算盘里的每个“光子算珠”其实就是一对光源和探测器。就像算盘珠子上下拨动表示数字一样，“光子算珠”通过光源和探测器的开关状态来表示数字，直接就能做乘法和加法运算。而且这个设计完全不用那些复杂的数模转换器，把计算的信息直接写进了每个算珠的开关状态里。 这样一来就方便多了，你只要复制一下这些算珠，重新排个队，就能轻松把计算能力扩展到更大的规模。而且因为设计得很模块化，不管你要做什么运算都能改改编码模式搞定。这样就不会像以前那样为了增加算力就得增加延迟或者消耗更多能量。 为了验证这东西到底行不行，他们在实验室里搭了一个64维的系统。试验结果显示，这个系统做随机向量内积运算的保真度能达到98%，精度非常高。他们还用它来做了MNIST手写数字识别任务，准确率达到了88%。最牛的是他们还解了一个1024维的伊辛问题，这在光学模拟退火伊辛机里算是目前的最高纪录了。 行家都说这是个概念上的突破。它给大家指了一条通通用光学处理器的路。以后光学芯片就不光是为了某一个任务做的加速器了，而是可以变成一个能灵活应对各种需求的平台。 这个研究是咱们国家搞基础研究的又一力作。它既讲原理又讲工程实现，不光解决了通用性的问题，还说明咱们从老祖宗那学来的智慧现在还很管用。 这项工作是国家重点研发计划和自然科学基金支持的，还把北京大学、深圳技术大学还有产业界的伙伴都拉进来一起搞的。这就把产学研结合起来了。 等以后研究深入了、工程上搞定了，“光子算盘”就能帮咱们国家在下一代AI基础设施这块儿占个上风位，助力数字经济发展和科技自立自强。 这篇文章在2025年1月1日已经发在那个国际光学期刊《光：科学与应用》上了。