Китай просуває фотонні чипи як виклик домінуванню електронного апаратного забезпечення ШІ

У сфері передових обчислень, необхідних для штучного інтелекту (ШІ), намічається фундаментальний зсув, що виходить за межі традиційних електронних апаратних рішень. Китай активно очолює цей рух, роблячи ставку на фотонні чипи, які використовують світло, або фотони, для обробки інформації замість електронів. Ця технологічна гонка є прямим викликом домінуючим на ринку графічним процесорам (GPU) від таких компаній, як Nvidia, і частиною ширшої стратегічної мети Пекіна щодо досягнення технологічної самодостатності та оптимізації енергоспоживання в умовах розширення національної інфраструктури ШІ.

Прототипи цих інноваційних чипів демонструють значний потенціал, заявляючи про можливість збільшення швидкості та енергоефективності до ста разів для специфічних обчислювальних завдань порівняно з існуючими електронними аналогами. Ключовим досягненням 2025 року став чип LightGen, розроблений спільно фахівцями Шанхайського університету Цзяотун та Університету Цінхуа. Цей пристрій, що містить понад два мільйони фотонних нейронів, був детально описаний у грудневому випуску журналу Science за 2025 рік. LightGen продемонстрував вищу продуктивність у завданнях генеративного ШІ, зокрема у синтезі зображень, використовуючи алгоритм некерованого навчання.

Іншим значним проєктом є ACCEL (All-Analogue Chip Combining Electronics and Light), створений дослідниками з Університету Цінхуа. Архітектура ACCEL інтегрує фотонні компоненти з аналоговою електронікою, що, за повідомленнями, дозволяє досягати швидкості, яка у 3000 разів перевищує показники GPU A100 у певних завданнях комп'ютерного зору. Цей гібридний підхід усуває затримки та енергетичні втрати, які зазвичай виникають через аналого-цифрові перетворювачі. Дослідження ACCEL, опубліковане в Nature, показало, що симульований процесор досягає 4600 тераоперацій на секунду (TOPS) у завданнях зору. Енергоефективність ACCEL є надзвичайною: він демонструє системну енергоефективність 74,8 петаоперацій на секунду на ват, а в завданнях послідовної обробки зображень досяг затримки 72 наносекунди на кадр, тоді як NVIDIA A100 вимагав 0,26 мілісекунди на кадр.

Ці розробки відбуваються на тлі масштабних національних інвестицій Китаю в цифрову інфраструктуру. Наприклад, Шанхай планує ввести в експлуатацію п'ять нових центрів обробки даних до кінця 2025 року, які будуть підтримуватися національною мережею «оптичного хребта». Такі зусилля спрямовані на зміцнення позицій Китаю у глобальній технологічній конкуренції, особливо на тлі стратегій ЄС та США, спрямованих на посилення власного суверенітету у сфері ШІ. Хоча загальноприйняті GPU, ймовірно, не зникнуть з ринку найближчим часом, фотонні чипи позиціонуються як критично важливий елемент для майбутнього бачення передових, світлових обчислювальних систем. Подібні інновації, як-от модульний чип Taichi, також розробляються для підтримки роботи майбутніх моделей штучного загального інтелекту (AGI), що підкреслює довгострокову стратегію Китаю щодо подолання енергетичних обмежень традиційної електроніки.