比盐粒还小的AI光子芯片实现光速数据处理

光纤传输数据虽然快如闪电，但解码过程却慢如蜗牛——这个瓶颈如何突破？近期，在2026国际光学大会开幕式上，上海理工大学智能科技学院顾敏院士、张启明教授团队给出了一种令人意想不到的解决方案：一颗比盐粒还要微小的人工智能芯片，直接在光纤末端完成了光信号的解码任务。这项研究成果成功入选“2025中国光学十大社会影响力事件”，可谓实至名归。

这颗芯片究竟有多小？其尺寸仅相当于一粒食盐，是现有同等功能光学芯片的百万分之一。别看它体积微小，内部却集成了高密度的光学神经元，能够以光速完成实时光学信息处理——本质上实现了光信号在传输过程中的自处理。团队采用3D双光子纳米光刻技术，在直径不足0.1毫米的多模光纤端面上，精准制造出多层微型光学衍射神经网络。它宛如一件微雕艺术品，更是一个能够实时工作的智能解码器。

张启明教授在介绍时提到了一个关键背景：当前大模型AI的规模化部署，正推动数据中心向着超高算力和超高带宽方向加速演进，但传统电互连技术在功耗、延迟和带宽密度方面的瓶颈日益凸显。而这项工作的核心思路，是为多模光纤的全光互连开辟一条全新的技术路径——未来有望为AI算力集群铺设一条低功耗、高吞吐量的“光速信息高速路”，直接支撑下一代光信息互连技术的升级与突破。

传统光纤数据处理需要经历“光→电→算”的复杂流程：先将光信号转换为电信号，再交给电子芯片运算，最后又转回光信号。这个过程不仅能耗较高，还会带来明显延迟。而这款芯片直接利用光物理的干涉原理来处理光纤传递的信息，首次实现了多模光纤内光信号的全光学智能处理。其能耗仅为传统AI处理技术的千分之几，数据处理速度达到皮秒级（万亿分之一秒）。换句话说，无论光纤传输多快，解码环节都不会再拖后腿。

张启明用了一个非常形象的比喻：传统多模光纤由于模式耦合容易受到弯折干扰，导致信号失真，就像透过毛玻璃看世界一样模糊不清。而他们研发的微型光学衍射神经网络，就像在光纤末端配备了一台“智能显微镜”，能够实时纠正畸变，将清晰的信息流还原出来。

目前，这项成果已在测试中成功实现了全光实时图像传输。它可赋能光互连、精准医疗、新一代通信等多个前沿领域，尤其在光互连方向，弥补了光纤光互连器件在微型化与智能化方面的技术空白。这颗微型光子芯片可以直接集成在光纤终端与光电封装模块上，实现高密度、轻量化的光互连组网——传统光互连器件体积大、集成难、智能化程度低的痛点，在这里被一并破解。它为共封装光学、分布式光互连网络的小型化与规模化落地提供了核心器件支撑，也为主流推进绿色低碳、超高吞吐的下一代智算中心光互连底座铺平了道路。