光子芯片的技术背景与驱动力 - 生成式人工智能模型日益复杂，其运行消耗的能源剧增，支撑模型的电子芯片正逼近速度与能效的物理极限[2] - 使用光驱动的光子芯片被视为解决上述难题的潜在方案[2] - 美国对高端电子芯片及制造设备的出口管制，进一步推动中国加速研发光子计算等高性能计算替代技术[3] - 中国已将光子技术纳入“十四五”规划重点布局领域，并提供持续稳定的资金支持[3] 光子芯片的技术原理与优势 - 光子芯片利用光子传输信息，其传播速度更快且不会以热量形式损耗能量，因此在性能和能效上优于电子计算系统[4] - 光子芯片通过控制光的振幅、相位及干涉模式完成运算，具备高能效优势[4] - 目前光子芯片已应用于传感器、数据通信系统及生物医学设备等领域[4] 中国在光子芯片领域的研究进展与地位 - 过去五年，光子芯片相关研究取得飞速进展，中国在该领域处于全球领先地位[2] - 中国在光子芯片领域的基础设施、技术能力与人才储备上进行了战略性投入[2] - 2024年中国研究人员发表的光子芯片相关论文达476篇，数量位居全球首位[2] - 2017年至2025年间，中国作者发表的相关论文数量增长了9倍[2] 近期关键技术突破 - 上海交通大学团队发布了首款全光计算芯片LightGen，可运行先进的生成式人工智能模型，完成图像生成、视频编辑及三维场景构建等任务[4] - LightGen芯片采用高密度集成超表面技术，集成了数百万个光子神经元，并配备了专为光子计算系统打造的训练算法[5] - 据团队介绍，LightGen芯片在生成图像、编辑视频及构建三维场景的速度与能效上，均超越了英伟达A100等高端处理器[5] - 该成果为研发具备高速、高能效优势的专用光子芯片提供了有力的概念验证[5] 产业化与生态发展 - 中国正积极推动产学研深度融合，为技术发展提供强大支撑[5] - 通过光子芯片初创企业（如苏州的光本位与中际旭创）加速了技术商业化落地进程[5] 光子芯片面临的挑战与未来展望 - 光子芯片运行所需的激光器、探测器、调制器等配套组件会消耗能量，其总能耗是否超过所节省的能耗仍需在实际应用后验证[7] - 光子芯片的架构需根据具体用途进行针对性调整，可扩展性是其尚未解决的关键问题，研发类似英伟达芯片的通用型光子处理器面临巨大挑战[7] - 光子芯片完全取代多功能电子处理器的可能性极低，未来更可能作为一种专用组件融入混合计算生态系统[7]

该任务隶属于NASA的"材料国际空间站实验"项目，旨在检验各类材料与设备在低地球轨道极端环境下 的耐受能力。此次研究聚焦于验证新一代光子半导体技术在太空环境中的稳定性与效能，为开发更快、 更高效、更能适应极端条件的计算系统开辟了新路径。 研究团队表示，最新进展是光子计算技术在太空中的首次实证。团队将观测该芯片直面太空辐射与原子 氧考验下的性能变化。通过在发射过程及国际空间站上对光子AI硬件开展测试，团队正为未来高性 能、抗辐射计算系统的研发奠定基础，这对深空探索与卫星自主化发展意义重大。 美国佛罗里达大学携手美国国家航空航天局（NASA）、麻省理工学院、先锋自动化公司、AIM光子公 司及德国弗劳恩霍夫海因里希-赫兹研究所，借助日本宇宙航空研究开发机构的HTV-XI航天器，将一套 光子人工智能（AI）芯片成功送往国际空间站。这一举措标志着太空半导体研究迈入新阶段。 （文章来源：科技日报） 实验成果有望揭示光子技术在未来卫星通信、自主航天器及先进传感系统中的潜力，并为开发更耐用、 更节能的太空与国防计算系统提供关键依据。 ...