- Q/C Technologies 正與美國能源部合作開發光學處理器以運行人工智能工作負載。
- 光學計算有潛力解決計算工作負載的功耗和擴展性限制。
- 研究將探討光學計算面臨的挑戰，包括非線性運算和計算精度。
- Q/C 的長期目標是開發高效能的光學處理器，消耗低於傳統架構。
位於舊金山的光學計算系統開發商 Q/C Technologies 正與美國能源部的納米技術中心攜手合作，開發一款光學處理器，該處理器最終可利用光來運行人工智能工作負載，而非僅依賴電子計算。該公司宣佈與桑迪亞國家實驗室的集成納米技術中心（CINT）展開合作，以推進其光學處理單元（OPU）的發展。該硬件主要用於推理階段，當訓練模型處理新數據以生成結果時，將不再完全通過傳統電子電路進行計算，而是利用光的干涉來執行某些數學運算。
光學計算有潛力解決與日益繁重的計算工作負載相關的功耗、帶寬及擴展性限制。該項目目前仍處於研究階段，Q/C 與 CINT 將研究納米光子元件，確定哪些光學操作和裝置技術可構成可擴展的 OPU 架構的基石。
光學計算的潛力與挑戰
光學計算的主要目標之一是建立一條技術路線圖，以便超越圖形處理單元的漸進式改進。研究人員將探討阻礙光學計算成為電子處理器主流替代方案的一些難題，這些挑戰包括執行非線性運算、整合記憶體、保持計算精度、最小化光學損失以及將光子元件與傳統電子設備集成。若要使各個光學元件最終能夠作為一個實用的計算系統協同運作，解決這些挑戰將十分重要。Q/C Technologies 執行主席約書亞·西爾弗曼表示：「獲得 CINT 在光子學和納米技術方面的科學專業知識及先進研究能力的支持，對於我們開發專有的光學計算平台是一個重要的步驟。」
他指出，「隨著人工智能基礎設施面臨日益增加的功耗、帶寬和擴展性限制，我們相信光學計算有潛力根本改變計算密集型人工智能工作負載的處理方式。」
合作的專業知識與目標
CINT 為該項目提供了在桑迪亞國家實驗室的納米科學和納米光子技術方面的專業知識。桑迪亞擁有約 17,000 名員工和約 50 億美元的年度預算，其研究範圍涵蓋微電子學、光子學、先進材料和高性能計算等領域。此次合作將不僅專注於個別光子裝置，還將確定它們最終如何結合到 Q/C 提出的 OPU 中。該公司表示，這項工作應有助於識別和優先考慮其架構所需的技術。Q/C Technologies 首席技術官約瑟夫·厄爾裏希曼表示：「這次合作為我們加速朝向實用的、可擴展的光學計算架構的工作提供了機會。
我們相信，這項與 CINT 的合作將幫助我們明確從基本光學能力到集成 OPU 架構的路徑。」
Q/C 表示，其長期目標是開發出時鐘速度和帶寬大幅提升的光學處理器，同時消耗的能量低於傳統計算架構。這些仍然是發展目標，而不是已展示的完成處理器的性能數據。該公司還在為項目建立基礎設施，最近在舊金山建立了一個 4,800 平方英尺的集成光子實驗室，以支持其在光子學、計算和 OPU 架構開發方面的工作。
光學計算對人工智能的影響
隨著人工智能技術的迅速發展，計算基礎設施面臨著前所未有的挑戰，包括功耗、帶寬和擴展性問題。光學計算作為一種新興技術，有潛力從根本上改變這些計算密集型工作負載的處理方式。Q/C Technologies 與美國能源部的合作，不僅能夠利用其在納米技術方面的專業知識，還能加速光學處理器的開發，為未來的計算架構奠定基礎。這種技術進步不僅能提高計算效率，還有助於降低能耗，從而推動人工智能技術的進一步發展。