Trung Quốc đạt đột phá trong chip tính toán quang siêu song song tích hợp

Viện Quang học và Cơ học Chính xác Thượng Hải (SIOM) vừa công bố đột phá trong lĩnh vực tính toán quang học với chip tích hợp siêu song song đầu tiên do Trung Quốc tự phát triển, mở ra hướng đi mới cho siêu máy tính quang trong tương lai hậu-Moore
Tính toán quang học sử dụng photon làm hạt mang để truyền tải, tương tác và xử lý thông tin. Với các ưu điểm như tiêu thụ điện năng thấp, độ trễ thấp và khả năng song song cao, tính toán quang được coi là một hướng đi đầy tiềm năng cho hạ tầng tính toán thế hệ tiếp theo trong thời kỳ hậu định luật Moore. Công nghệ này đặc biệt phù hợp cho các ứng dụng “tính toán chuyên sâu + tiết kiệm năng lượng” như trí tuệ nhân tạo, tính toán khoa học, cảm biến hợp nhất đa mô hình và trao đổi dữ liệu quy mô cực lớn.

Mới đây, Viện Quang học và Cơ học Chính xác Thượng Hải (SIOM) trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã công bố một bước đột phá quan trọng trong phát triển chip tính toán quang tích hợp siêu song song. Nhóm nghiên cứu do nhà khoa học Tạ Bằng (Xie Peng) thuộc Phòng Công nghệ và Hệ thống Laser Hàng không Vũ trụ dẫn đầu, đã thành công trong việc vượt qua rào cản xử lý thông tin song song mật độ cao trên các chip quang.

Kết quả là sự ra đời của chip tính toán quang tích hợp siêu song song “Meteor-1”, cùng với một hệ thống nguyên mẫu tính toán quang đạt mức độ song song vượt mốc 100 kênh xử lý đồng thời — một cột mốc quan trọng trong ngành.

SIOM cho biết toàn bộ chip quang lõi của hệ thống được phát triển nội địa hoàn toàn. Để tăng cường khả năng song song trong tính toán quang, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một kiến trúc tính toán mới, tích hợp các công nghệ như nguồn sáng đa bước sóng tích hợp, tương tác quang tốc độ cao, tính toán quang lập trình được, và thuật toán lai giữa quang - điện tử.

Thành công này mở đường cho việc vượt qua giới hạn mật độ tính toán trong công nghệ quang, đồng thời nâng cao hiệu năng tổng thể. Nó cũng đặt nền móng cho sự phát triển của thế hệ siêu máy tính quang với các đặc điểm nổi bật: tiêu thụ điện cực thấp, độ trễ thấp, công suất tính toán cao và tốc độ xử lý vượt trội.