古老的“光”，點亮哪些新未來？——來自2023中關村論壇的現(xiàn)場觀察-環(huán)球時快訊

2023中關村論壇展出的光計算模塊。新華社記者張漫子攝

光，正在以前沿之姿，吸引各國科學家、創(chuàng)業(yè)者、投資人向“光”而行。正在進行的2023中關村論壇上，從光子信息到光纖通信，從光子存儲到光子制造，“光”的頻繁出鏡，讓我們看到了這束“未來產業(yè)之光”的更多可能。

(資料圖片僅供參考)

光，不僅能照明，更能用于計算

人工智能迅猛發(fā)展的當下，一場更快、更強、功耗更低的算力革命也在醞釀——把“電”換成“光”。

“光計算芯片，相對傳統(tǒng)電芯片可將算力極限推高2-3個數(shù)量級，同時有效控制功耗和成本。”本屆中關村論壇參展企業(yè)、光子算數(shù)（北京）科技有限公司創(chuàng)始人白冰對記者說，“光子”憑借其低延時、高帶寬、低能耗的特征，可突破電芯片的算力與功耗瓶頸，被認為是新一代信息技術的基石。

白冰拿起一個光計算芯片，進一步解釋：“傳統(tǒng)電芯片的性能主要取決于集成的晶體管數(shù)量，隨著集成度的不斷提高，電芯片面臨串擾、功耗、時延等瓶頸；而以光子替代電子完成對計算任務的加速處理，新的底層物理機理使芯片性能（算力、功耗、延時）極限突破摩爾定律的限制。”

為飛機“延長壽命”

2023中關村論壇展出的高能量激光器。新華社記者張漫子攝

激光20世紀被發(fā)現(xiàn)后，首先被應用于醫(yī)療、遙感勘測等領域，如今有了新的應用。

在2023中關村論壇的前沿科技與未來產業(yè)展區(qū)，記者看到一臺與臺式機主機差不多大小的高能量激光器。工作人員介紹，這臺高能量激光器已廣泛用來提升金屬構件的“壽命”。

“航空渦輪噴氣發(fā)動機葉片的轉速很快，金屬構件如果不夠‘堅韌’，葉片就很可能產生裂痕或導致其他風險。這臺高能量激光器，能夠把高能量的激光打到金屬構件上，產生沖擊波，在金屬表面形成1-2毫米的‘壓應力層’，使金屬表面的韌性更強，從而讓金屬構件的抗疲勞度提高5至15倍，從而延長使用壽命。”卓鐳激光國際業(yè)務部經理金磊告訴記者。

金磊介紹，高能量激光器目前還應用于大科學裝置中。“高能量激光器的質子刀瞄準病灶更精準，且副作用更小，可用于癌癥的放療。目前國內科技企業(yè)正加緊產業(yè)化落地。”

“超級眼睛”，捕捉“更豐富的光”

2023中關村論壇展出的超表面光芯片及模組。新華社記者張漫子攝

未來，手機的攝像頭可以多微??？也許只有一根頭發(fā)絲的橫截面那么大。

在前沿科技與未來產業(yè)展區(qū)，一塊色彩絢麗的超表面光芯片吸引了不少人的目光。

“傳統(tǒng)的手機攝像頭是通過對塑膠進行模壓等冷加工方式制作而成。我們是用半導體的生產工藝來制作鏡頭。這種鏡頭是由幾千萬個納米級的‘柱子’排列而成，‘柱子’的形狀、大小、不同的排列方式都可以對光產生不同的調控作用，如偏轉、聚焦、偏振等。經過超表面透鏡的光打到圖像傳感器上，光信號轉化為電信號，就能存儲并顯示出圖像。”山河光電首席信息官邱兵告訴記者。

采用半導體工藝制作攝像頭的優(yōu)勢是什么？

邱兵進一步解釋說：“利用半導體工藝，可以把攝像頭做到非常小，頭發(fā)絲橫截面大小的攝像頭也可以實現(xiàn)。此外，還可將光譜成像、偏振成像、深度成像等多個功能集合為一體，做到多功能成像，有望解決雨天、霧天、低光、低對比度等惡劣環(huán)境下物體識別和拍攝的難題。好比一只‘超級眼睛’，能夠捕捉到更多維度的光。”

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