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古老的“光”,點(diǎn)亮哪些新未來?——來自2023中關(guān)村論壇的現(xiàn)場(chǎng)觀察
2023-05-28 07:57:52來源: 新華社

新華社北京5月27日電


(資料圖片)

新華社記者張漫子、李春宇、趙旭

2023中關(guān)村論壇展出的光計(jì)算模塊。新華社記者張漫子攝

光,正在以前沿之姿,吸引各國(guó)科學(xué)家、創(chuàng)業(yè)者、投資人向“光”而行。正在進(jìn)行的2023中關(guān)村論壇上,從光子信息到光纖通信,從光子存儲(chǔ)到光子制造,“光”的頻繁出鏡,讓我們看到了這束“未來產(chǎn)業(yè)之光”的更多可能。

光,不僅能照明,更能用于計(jì)算

人工智能迅猛發(fā)展的當(dāng)下,一場(chǎng)更快、更強(qiáng)、功耗更低的算力革命也在醞釀——把“電”換成“光”。

“光計(jì)算芯片,相對(duì)傳統(tǒng)電芯片可將算力極限推高2-3個(gè)數(shù)量級(jí),同時(shí)有效控制功耗和成本?!北緦弥嘘P(guān)村論壇參展企業(yè)、光子算數(shù)(北京)科技有限公司創(chuàng)始人白冰對(duì)記者說,“光子”憑借其低延時(shí)、高帶寬、低能耗的特征,可突破電芯片的算力與功耗瓶頸,被認(rèn)為是新一代信息技術(shù)的基石。

白冰拿起一個(gè)光計(jì)算芯片,進(jìn)一步解釋:“傳統(tǒng)電芯片的性能主要取決于集成的晶體管數(shù)量,隨著集成度的不斷提高,電芯片面臨串?dāng)_、功耗、時(shí)延等瓶頸;而以光子替代電子完成對(duì)計(jì)算任務(wù)的加速處理,新的底層物理機(jī)理使芯片性能(算力、功耗、延時(shí))極限突破摩爾定律的限制。”

為飛機(jī)“延長(zhǎng)壽命”

2023中關(guān)村論壇展出的高能量激光器。新華社記者張漫子攝

激光20世紀(jì)被發(fā)現(xiàn)后,首先被應(yīng)用于醫(yī)療、遙感勘測(cè)等領(lǐng)域,如今有了新的應(yīng)用。

在2023中關(guān)村論壇的前沿科技與未來產(chǎn)業(yè)展區(qū),記者看到一臺(tái)與臺(tái)式機(jī)主機(jī)差不多大小的高能量激光器。工作人員介紹,這臺(tái)高能量激光器已廣泛用來提升金屬構(gòu)件的“壽命”。

“航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)速很快,金屬構(gòu)件如果不夠‘堅(jiān)韌’,葉片就很可能產(chǎn)生裂痕或?qū)е缕渌L(fēng)險(xiǎn)。這臺(tái)高能量激光器,能夠把高能量的激光打到金屬構(gòu)件上,產(chǎn)生沖擊波,在金屬表面形成1-2毫米的‘壓應(yīng)力層’,使金屬表面的韌性更強(qiáng),從而讓金屬構(gòu)件的抗疲勞度提高5至15倍,從而延長(zhǎng)使用壽命。”卓鐳激光國(guó)際業(yè)務(wù)部經(jīng)理金磊告訴記者。

金磊介紹,高能量激光器目前還應(yīng)用于大科學(xué)裝置中?!案吣芰考す馄鞯馁|(zhì)子刀瞄準(zhǔn)病灶更精準(zhǔn),且副作用更小,可用于癌癥的放療。目前國(guó)內(nèi)科技企業(yè)正加緊產(chǎn)業(yè)化落地。”

“超級(jí)眼睛”,捕捉“更豐富的光”

2023中關(guān)村論壇展出的超表面光芯片及模組。新華社記者張漫子攝

未來,手機(jī)的攝像頭可以多微???也許只有一根頭發(fā)絲的橫截面那么大。

在前沿科技與未來產(chǎn)業(yè)展區(qū),一塊色彩絢麗的超表面光芯片吸引了不少人的目光。

“傳統(tǒng)的手機(jī)攝像頭是通過對(duì)塑膠進(jìn)行模壓等冷加工方式制作而成。我們是用半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝來制作鏡頭。這種鏡頭是由幾千萬個(gè)納米級(jí)的‘柱子’排列而成,‘柱子’的形狀、大小、不同的排列方式都可以對(duì)光產(chǎn)生不同的調(diào)控作用,如偏轉(zhuǎn)、聚焦、偏振等。經(jīng)過超表面透鏡的光打到圖像傳感器上,光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),就能存儲(chǔ)并顯示出圖像?!鄙胶庸怆娛紫畔⒐偾癖嬖V記者。

采用半導(dǎo)體工藝制作攝像頭的優(yōu)勢(shì)是什么?

邱兵進(jìn)一步解釋說:“利用半導(dǎo)體工藝,可以把攝像頭做到非常小,頭發(fā)絲橫截面大小的攝像頭也可以實(shí)現(xiàn)。此外,還可將光譜成像、偏振成像、深度成像等多個(gè)功能集合為一體,做到多功能成像,有望解決雨天、霧天、低光、低對(duì)比度等惡劣環(huán)境下物體識(shí)別和拍攝的難題。好比一只‘超級(jí)眼睛’,能夠捕捉到更多維度的光?!?/p>

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