《全球首款光子AI处理器》

  • 来源专题:新一代信息技术
  • 编译者: 张嘉璐
  • 发布时间:2025-07-29
  • 此次合作标志着模拟光子协处理器首次成功集成至实际运行的高性能计算(HPC)环境,使莱布尼茨超级计算中心(LRZ)能够评估光子加速技术在人工智能(AI)和模拟计算任务中的应用,为实现性能显著提升与能耗断崖式下降开辟了新途径。作为欧洲顶级数据中心之一,LRZ凭借其尖端基础设施和开创性研究,持续支持着多学科领域的突破性发现。

    Q.ANT与LRZ的合作被视为重新定义数据中心性能、空间占用、能效和系统架构标准的重要尝试,开启了以光子驱动模拟计算解决AI基础设施扩展危机的新篇章。"光子处理器为加速AI和模拟计算任务提供了创新性解决方案,同时大幅降低环境足迹,"LRZ董事会主席Dieter Kranzlmüller教授表示,"Q.ANT的NPS系统可轻松集成至我们现有基础设施,使我们能立即评估其性能表现。"

    "与LRZ的合作具有决定性意义:这是历史上首次在实际工作负载下于HPC环境中运行光子处理器,"Q.ANT首席执行官Michael F?rtsch博士解释道,"这一进展表明,基于光子的处理器已从研究阶段迈入实际应用。这是到2030年将光子计算融入下一代计算机架构主流的关键一步。"

    随着AI对计算需求的不断增长,高性能数据中心在功耗、散热和空间方面都面临极限挑战。而采用光子芯片则无需昂贵的冷却措施——因其完全不产生热量,同时得益于光的独特物理特性,能够在光子处理器上更快、更高效地完成复杂运算。

    Q.ANT的光子技术开创了新一代高性能、高能效服务器解决方案:单工作负载功耗降低90倍(无芯片发热+冷却需求减少)数据中心容量提升100倍(计算密度增加+复杂运算加速)芯片所有计算操作均保持16位浮点精度,准确率近100%通过标准PCIe接口和x86软件兼容性无缝集成现有基础设施(支持PyTorch、TensorFlow、Keras等框架)Q.ANT的NPS系统利用光而非电进行复杂计算,可完全兼容现有数据中心硬件和软件环境。凭借x86兼容性,无需调整软件堆栈或改变服务器布局。NPS系统不仅能耗显著降低、芯片零发热,还能实现更高的计算密度。

    这项由德国联邦教育及研究部资助的合作,旨在研究未来HPC环境中的数字-模拟混合架构。通过部署Q.ANT的NPS系统,LRZ将光子模拟计算纳入研究范围——这一技术在项目启动时还不具备可行性,如今因Q.ANT在光子学领域的突破而成为现实。LRZ表示,将利用Q.ANT的NPS系统为气候建模、实时医学成像、核聚变材料模拟等应用建立新的性能基准和实际用例。

    LRZ的第一阶段评估工作包括:部署多台最新一代Q.ANT NPS系统、选定基准工作负载,并测试实际应用场景——特别是在AI推理、计算机视觉和物理模拟领域。后续阶段将引入第二代和第三代NPS系统进行更深入的评估。

  • 原文来源:https://www.newelectronics.co.uk/content/news/worlds-first-photonic-ai-processor-from-qant-goes-into-operation
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    • 德国光子处理器开发商Q.ANT近日向莱布尼茨超级计算中心(LRZ)交付了其原生处理服务器(NPS),标志着光子协处理器首次集成到高性能计算(HPC)环境中。此次部署使LRZ能够在低能耗下评估AI和模拟工作负载的光子加速,并应用于气候建模、实时医学成像和聚变研究等。LRZ将通过多阶段评估,引入更先进的NPS单元,以深化研究并建立新的基准。 Q.ANT的光子芯片具有不产生热量、无需复杂冷却系统的优势,可实现高达90倍的功耗降低,同时提升数据中心容量达100倍。这种处理器不仅从研究阶段走向实际应用,还预示着未来高性能计算和节能人工智能的发展。  此前,Q.ANT通过A轮融资筹集了6200万欧元,用于扩大节能光子处理器的生产,并开发32位模拟光学处理器。该处理器基于薄膜铌酸锂技术,较传统处理器在性能和功耗方面有显著提升。 与LRZ的合作是Q.ANT迈向实际应用的重要里程碑,并获得了德国联邦研究、技术与空间部的支持。随着光子计算技术的不断成熟,Q.ANT有望在未来定义高性能计算的新标准,并解决传统处理器面临的扩展和能耗挑战。 原文链接:https://qant.com/press-releases/leibniz-supercomputing-centre-computes-with-light-worlds-first-photonic-ai-processor-from-q-ant-goes-into-operation/
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    • 编译者:husisi
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    • 近日,发表在《科学进展》(Science Advances)上的一篇论文中,英国牛津大学研究人员开发了一种使用光的偏振来实现最大化信息存储密度的设备。光有一个可利用的特性,不同波长的光不会相互作用,类似地,不同的偏振光也不会相互作用。新研究使用多个偏振通道展开了并行处理,计算密度比传统电子芯片提高了几个数量级。 自1958年第一块集成电路发明以来,将更多晶体管封装到特定尺寸的电子芯片中,一直是实现最大化计算密度的首选方法。然而,人工智能和机器学习需要专门的硬件突破现有计算的界限,因此电子工程领域面临的主要问题是:如何将更多功能打包到单个晶体管中? 科学家已知不同波长的光不会相互影响,同样,不同偏振的光也不会相互影响。因此,每个极化都可作为一个独立的信息通道,使更多信息可存储在多个通道中,这就大大提高了信息密度。 而光子学相对于电子学的优势在于,光在大带宽上速度更快,功能也更强大。新研究的目标就是充分利用光子学与可调谐材料相结合的这些优势,实现更快、更密集的信息处理。 鉴于此,十多年来,牛津大学研究人员一直致力于使用光作为计算手段。团队此次开发了一种HAD(混合活性电介质)纳米线,该纳米线使用一种混合玻璃材料,该材料在光脉冲照射时具有可切换的特性,每条纳米线都显示出对特定偏振方向的选择性响应,因此可使用不同方向的多个偏振同时处理信息。 利用这个概念,研究人员开发出第一个利用光偏振的光子计算处理器。光子计算通过多个偏振通道进行,纳米线则由纳秒光脉冲调制,与传统电子芯片相比,其计算速度更快,计算密度因此提高了几个数量级。 研究人员表示,对于人们希望看到的未来愿景来说,现在仅仅是个开始,这种偏振光子计算处理器结合了电子、非线性材料和复杂计算,已经是一个超级令人兴奋的想法。