新華社北京5月27日電 題：古老的“光”，點(dian)亮哪些新未來？——來自2023中(zhong)關村論壇的現場觀(guan)察

  新華(hua)社記者(zhe)張漫子(zi)、李春宇、趙(zhao)旭(xu)

2023中關村(cun)論壇(tan)展出(chu)的光計算模(mo)塊。新華社記者張漫(man)子攝

  光(guang)(guang)(guang)，正在以(yi)前沿之(zhi)姿，吸引各國科學家、創(chuang)業(ye)者、投資(zi)人向“光(guang)(guang)(guang)”而行(xing)。正在進行(xing)的(de)2023中關(guan)村論壇上，從光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)信息到光(guang)(guang)(guang)纖通信，從光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)存儲到光(guang)(guang)(guang)子(zi)(zi)制造，“光(guang)(guang)(guang)”的(de)頻繁出鏡，讓我(wo)們看到了這束“未(wei)來產業(ye)之(zhi)光(guang)(guang)(guang)”的(de)更(geng)多可能。

  光，不僅能照明，更能用于計算

  人工智能迅猛發展的當(dang)下，一場(chang)更快、更強、功耗更低的算力革命也在醞釀(niang)——把“電(dian)”換成“光(guang)”。

  “光計算(suan)芯片(pian)，相對傳(chuan)統電(dian)芯片(pian)可將算(suan)力(li)極限(xian)推(tui)高2-3個數量級，同(tong)時(shi)(shi)有(you)效控制功耗(hao)(hao)和(he)成(cheng)本。”本屆中關村論(lun)壇參(can)展企業(ye)、光子算(suan)數（北京）科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司創始(shi)人白冰對記者說，“光子”憑借其(qi)低(di)延時(shi)(shi)、高帶(dai)寬(kuan)、低(di)能耗(hao)(hao)的特(te)征(zheng)，可突破電(dian)芯片(pian)的算(suan)力(li)與功耗(hao)(hao)瓶頸，被認為是新(xin)一(yi)代信息技(ji)術的基石。

  白冰拿起一(yi)個(ge)光計算(suan)芯(xin)片(pian)(pian)，進一(yi)步解釋：“傳統電芯(xin)片(pian)(pian)的(de)性(xing)能(neng)(neng)主要取(qu)決于集成(cheng)(cheng)的(de)晶體管數量，隨(sui)著(zhu)集成(cheng)(cheng)度(du)的(de)不斷提高(gao)，電芯(xin)片(pian)(pian)面臨串擾、功(gong)耗、時延(yan)等(deng)瓶(ping)頸；而以(yi)光子(zi)替(ti)代(dai)電子(zi)完成(cheng)(cheng)對計算(suan)任務的(de)加(jia)速處理，新的(de)底(di)層(ceng)物理機(ji)理使芯(xin)片(pian)(pian)性(xing)能(neng)(neng)（算(suan)力(li)、功(gong)耗、延(yan)時）極(ji)限突破(po)摩爾定律(lv)的(de)限制。”

  為飛機(ji)“延長壽命(ming)”

2023中關村(cun)論壇展出(chu)的高能量激光器。新(xin)華社記者張漫子攝(she)

  激光20世(shi)紀被發(fa)現后，首(shou)先(xian)被應用(yong)于醫療、遙感勘測(ce)等領域，如(ru)今(jin)有了新的應用(yong)。

  在2023中(zhong)關村論壇(tan)的前沿(yan)科技與(yu)未來產業(ye)展區，記者看到一臺(tai)與(yu)臺(tai)式機(ji)主機(ji)差不(bu)多大(da)小的高能量激光器。工(gong)作人員介紹(shao)，這臺(tai)高能量激光器已(yi)廣泛用來提升金(jin)屬構件的“壽命”。

  “航空渦(wo)輪噴氣(qi)發動(dong)機葉(xie)(xie)片的(de)轉速很快，金屬(shu)構(gou)件(jian)如果(guo)不夠(gou)‘堅韌’，葉(xie)(xie)片就很可能(neng)產生(sheng)裂痕或導致其他風險(xian)。這臺高(gao)能(neng)量(liang)激光(guang)器(qi)，能(neng)夠(gou)把高(gao)能(neng)量(liang)的(de)激光(guang)打到金屬(shu)構(gou)件(jian)上，產生(sheng)沖(chong)擊波，在金屬(shu)表(biao)面形成1-2毫米的(de)‘壓應力層(ceng)’，使金屬(shu)表(biao)面的(de)韌性更強(qiang)，從而(er)讓(rang)金屬(shu)構(gou)件(jian)的(de)抗疲勞度提高(gao)5至(zhi)15倍，從而(er)延長使用(yong)壽命。”卓鐳激光(guang)國(guo)際業務部經理金磊告訴記者(zhe)。

  金磊(lei)介紹，高(gao)能(neng)量激光器目前(qian)還應用(yong)(yong)于(yu)大(da)科(ke)(ke)學(xue)裝置中。“高(gao)能(neng)量激光器的質子刀瞄準病灶更(geng)精準，且副作(zuo)用(yong)(yong)更(geng)小，可用(yong)(yong)于(yu)癌癥的放療。目前(qian)國(guo)內(nei)科(ke)(ke)技企(qi)業正(zheng)加緊產業化落地。”

  “超級眼睛(jing)”，捕捉“更豐富的光”

2023中關村(cun)論(lun)壇展出的超表面(mian)光芯片及模組。新華社記者(zhe)張漫(man)子攝

  未來，手(shou)機(ji)的攝像頭(tou)可以多微小(xiao)？也許只有(you)一根頭(tou)發絲的橫截面那么大(da)。

  在前(qian)沿科技與(yu)未來產業展區，一塊色(se)彩絢麗的超表面光芯片(pian)吸引了不(bu)少(shao)人的目(mu)光。

  “傳(chuan)(chuan)統的手機攝像(xiang)(xiang)頭(tou)是(shi)通過對(dui)(dui)塑(su)膠進行(xing)模壓等(deng)冷加工方式制(zhi)(zhi)作而(er)成。我們是(shi)用半導(dao)體的生(sheng)(sheng)產工藝來(lai)制(zhi)(zhi)作鏡頭(tou)。這種鏡頭(tou)是(shi)由幾千萬個納(na)米(mi)級的‘柱子(zi)’排(pai)列(lie)而(er)成，‘柱子(zi)’的形狀、大小(xiao)、不(bu)同的排(pai)列(lie)方式都可以對(dui)(dui)光(guang)產生(sheng)(sheng)不(bu)同的調控作用，如偏轉、聚焦、偏振等(deng)。經過超表面透(tou)鏡的光(guang)打到圖像(xiang)(xiang)傳(chuan)(chuan)感器上，光(guang)信號轉化(hua)為電信號，就(jiu)能存儲并顯示出圖像(xiang)(xiang)。”山河(he)光(guang)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勢是什么？

  邱(qiu)兵(bing)進(jin)一(yi)(yi)(yi)步(bu)解釋(shi)說：“利用半導(dao)體(ti)工藝(yi)，可(ke)(ke)以把(ba)攝像頭做到(dao)非常(chang)小(xiao)，頭發絲(si)橫截面大小(xiao)的攝像頭也可(ke)(ke)以實現。此外，還可(ke)(ke)將光譜成(cheng)像、偏振成(cheng)像、深度成(cheng)像等(deng)(deng)多(duo)個(ge)功(gong)能集合為一(yi)(yi)(yi)體(ti)，做到(dao)多(duo)功(gong)能成(cheng)像，有(you)望解決(jue)雨天、霧天、低光、低對比度等(deng)(deng)惡(e)劣環(huan)境下物(wu)體(ti)識別和(he)拍攝的難題。好比一(yi)(yi)(yi)只(zhi)‘超級眼睛’，能夠(gou)捕(bu)捉(zhuo)到(dao)更多(duo)維度的光。”