چین با هدف توسعه فناوریهای پردازشی نسل آینده و کاهش وابستگی به معماریهای سنتی نیمههادی، اولین آزمایشگاهی تخصصی پردازش فوتونی جهان را راهاندازی کرده است.
به گزارش سرویس سختافزار تکناک، این مرکز تحقیقاتی جدید که در شهر شانگهای فعالیت خود را آغاز کرده، قرار است توسعه تراشههای مبتنی بر نور، سامانههای پردازش فوتونی و فناوریهای مرتبط را تسریع کند؛ حوزهای که بسیاری از کارشناسان آن را یکی از مهمترین مسیرهای آینده صنعت هوش مصنوعی و ابررایانهها میدانند.
آزمایشگاه کلیدی شانگهای برای تراشهها و سامانههای پردازش فوتونی یکپارچه به طور رسمی فعالیت خود را آغاز کرده است. این مرکز در دانشگاه شانگهای جیاتونگ مستقر شده است و به عنوان نخستین پلتفرم مشترک دانشگاهی و صنعتی چین شناخته میشود که به صورت اختصاصی روی پردازش فوتونی تمرکز دارد.
راهاندازی این مرکز در شرایطی انجام شده است که تقاضا برای توان پردازشی در سراسر جهان به سرعت در حال افزایش است. توسعه مدلهای پیشرفته هوش مصنوعی، رشد مراکز داده و افزایش حجم پردازشهای ابری باعث شده است مصرف انرژی زیرساختهای محاسباتی به یکی از چالشهای مهم صنعت فناوری تبدیل شود. در نتیجه، پژوهشگران و شرکتهای فناوری به دنبال راهکارهایی هستند که بتوانند توان پردازشی بالاتر را با مصرف انرژی کمتر فراهم کنند.
پردازش فوتونی، رویکرد متفاوتی نسبت به پردازش اطلاعات ارائه میدهد. در تراشههای متداول، دادهها از طریق الکترونها در مدارهای سیلیکونی جابهجا و پردازش میشوند، اما در سامانههای فوتونی، فوتونها یا ذرات نور وظیفه انتقال و پردازش اطلاعات را بر عهده دارند.
متخصصان معتقد هستند که استفاده از نور بهجای جریان الکتریکی میتواند مزایای قابل توجهی به همراه داشته باشد. فوتونها با سرعت بیشتری نسبت به الکترونها حرکت میکنند و در هنگام انتقال داده گرمای بسیار کمتری تولید میکنند. این ویژگیها میتوانند باعث افزایش سرعت پردازش، کاهش تأخیر، افزایش پهنای باند و بهبود بهرهوری انرژی شوند.
همین مزایا باعث شده است که پردازش فوتونی به یکی از امیدوارکنندهترین فناوریها برای نسل بعدی زیرساختهای هوش مصنوعی و محاسبات سنگین تبدیل شود.
مسئولان این آزمایشگاه اعلام کردهاند که فعالیتهای تحقیقاتی آن تنها به طراحی تراشه محدود نخواهد شد. توسعه معماریهای پردازشی فوتونی، فناوریهای فوتونیک سیلیکونی، تجهیزات اپتیکی، الگوریتمهای سازگار با سختافزارهای فوتونی و نرمافزارهای مورد نیاز برای بهرهبرداری از این فناوری نیز در دستور کار قرار دارد.
ژو ویون، مدیر این آزمایشگاه و استاد دانشگاه شانگهای جیاتونگ، پردازش فوتونی را یکی از مهمترین مسیرهای دستیابی به جهش در توان پردازشی توصیف کرده است. به گفته او، این فناوری میتواند در زمینه پهنای باند، کاهش تأخیر و افزایش بهرهوری انرژی، مزیتهای چشمگیری ایجاد کند.
چین در سالهای اخیر سرمایهگذاری گستردهای در حوزه فناوریهای نیمههادی و جایگزینهای آن انجام داده است. محدودیتهای صادراتی اعمالشده بر دسترسی این کشور به برخی تراشهها و تجهیزات پیشرفته، پکن را به سمت توسعه فناوریهای بومی و مسیرهای نوآورانه سوق داده است.
پردازش فوتونی یکی از فناوریهایی است که در سالهای اخیر جایگاه ویژهای در برنامههای راهبردی چین پیدا کرده است. مقامهای محلی شانگهای اعلام کردهاند که از طریق برنامههای مختلف علمی و فناوری، حمایتهای مالی و زیرساختی گستردهای از تحقیقات مرتبط با این حوزه انجام شده است.
این آزمایشگاه حاصل همکاری مشترک دانشگاه شانگهای جیاتونگ و شرکت Lightelligence است؛ استارتآپی فعال در حوزه پردازش فوتونی که به یکی از بازیگران اصلی این صنعت در چین تبدیل شده است. این شرکت پیشتر اعلام کرده بود که موفق به استقرار سامانههای پردازشی ترکیبی اپتیکی و الکترونیکی در مقیاس گسترده شده است.
با وجود پیشرفتهای چشمگیر، کارشناسان تأکید میکنند که پردازش فوتونی هنوز در مراحل اولیه توسعه قرار دارد و موانع متعددی بر سر راه تجاریسازی گسترده آن وجود دارد. یکی از مهمترین چالشها، نبود اکوسیستم نرمافزاری و الگوریتمی بالغ برای بهرهبرداری کامل از توان سختافزارهای فوتونی است.
علاوه بر این، پژوهشگران باید مجموعهای از چالشهای علمی و مهندسی را در زمینه ساخت تراشهها، یکپارچهسازی قطعات اپتیکی و توسعه معماریهای پردازشی جدید برطرف کنند.
با وجود این، افتتاح این آزمایشگاه نشان میدهد که چین قصد دارد حضور خود را در یکی از مهمترین فناوریهای آینده صنعت پردازش تقویت کند. در صورت موفقیت این تحقیقات، پردازش مبتنی بر نور میتواند نقش مهمی در تأمین نیازهای پردازشی نسل بعدی هوش مصنوعی، مراکز داده و ابررایانههای جهان ایفا کند.
