清華大學(xué)：“實現(xiàn)大規(guī)模光計算芯片的智能推理與訓(xùn)練”成果入選2024年度“中國科學(xué)十大進展” http://m.gerecailiao.cn　 2025年3月28日　 來源：清華大學(xué) 　　3月27日，國家自然科學(xué)基金委員會在2025中關(guān)村論壇年會開幕式上發(fā)布了2024年度“中國科學(xué)十大進展”。清華大學(xué)作為主要完成單位的“實現(xiàn)大規(guī)模光計算芯片的智能推理與訓(xùn)練”成果入選。 　　智能光計算作為近年來新興的計算模態(tài)，具備高速、低功耗等特性，在后摩爾時代展現(xiàn)出有望超越硅基電子計算的潛力，解決人工智能領(lǐng)域的算力與功耗難題。然而，其計算任務(wù)往往局限于簡單的字符分類、圖像處理等，究其原因，痛點是光的計算優(yōu)勢被困在了不適合的電架構(gòu)中，計算規(guī)模受限，無法支撐復(fù)雜大規(guī)模智能計算。 　　針對這一難題，電子工程系教授方璐課題組、自動化系教授戴瓊海課題組，在北京信息科學(xué)與技術(shù)國研中心光電交叉群體承擔(dān)的國家2030重大項目支持下，構(gòu)建了智能光計算的通用傳播模型，摒棄了傳統(tǒng)電子深度計算范式，另辟蹊徑，首創(chuàng)了分布式廣度光計算架構(gòu)，研制了國際首款大規(guī)模通用智能光計算芯片“太極-I”，它首次將光計算從原理驗證推向了大規(guī)模實驗應(yīng)用，以每焦耳160萬億次運算的系統(tǒng)級能效，為大規(guī)模復(fù)雜任務(wù)的“推理”帶來了曙光。該研究成果于2024年4月發(fā)表于《科學(xué)》（Science）期刊。 　　相較于模型推理，模型訓(xùn)練更需要大規(guī)模算力。針對大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練難題，方璐、戴瓊海團隊又提出了全前向智能光計算訓(xùn)練架構(gòu)，研制了通用光訓(xùn)練芯片“太極-II”，支撐智能系統(tǒng)的高效精準(zhǔn)光訓(xùn)練。 　　“太極-II”突破了計算精度與效率的矛盾，實現(xiàn)了多種不同光學(xué)系統(tǒng)的原位光訓(xùn)練。在大規(guī)模學(xué)習(xí)領(lǐng)域，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練速度提升了1個數(shù)量級，代表性智能任務(wù)的準(zhǔn)確率提升40%；在復(fù)雜場景智能成像領(lǐng)域，實現(xiàn)了千赫茲幀率的抗散射與非視域成像，效率提升2個數(shù)量級；在拓?fù)涔庾訉W(xué)領(lǐng)域，在不依賴模型先驗下可自動搜索非厄米奇異點，為高效精準(zhǔn)解析復(fù)雜拓?fù)湎到y(tǒng)提供了新思路。該研究成果于2024年8月在線發(fā)表于《自然》（Nature）期刊。 　　“太極”系列智能光計算芯片 　　“太極-I”和“太極-II”分別實現(xiàn)了大規(guī)模智能光計算推理與訓(xùn)練，構(gòu)成了智能計算的完整生命周期。在原理樣片的基礎(chǔ)上，研究團隊正積極地向智能光芯片產(chǎn)業(yè)化邁進，在多種智能系統(tǒng)上進行應(yīng)用部署�？梢灶A(yù)見，智能光計算平臺將逐步登上AI算力舞臺，破除人工智能算力困局，以更低的資源消耗和更小的邊際成本，為人工智能大模型、通用人工智能、復(fù)雜智能系統(tǒng)的高速高能效計算開辟新路徑。 　　“中國科學(xué)十大進展”遴選活動自2005年啟動以來已舉辦20屆。今年的活動由近140位相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者從700多項基礎(chǔ)研究成果中遴選出31項成果，邀請包括440余位兩院院士在內(nèi)的2700余位專家學(xué)者對這31項成果進行實名投票，評選出10項重大科學(xué)研究成果，經(jīng)國家自然科學(xué)基金委員會咨詢委員會審議，最終確定入選名單。本次發(fā)布的“中國科學(xué)十大進展”主要分布在數(shù)理天文信息、化學(xué)材料能源、地球環(huán)境和生命醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域。 　關(guān)于清華大學(xué)更多的相關(guān)文章請點擊查看　 特別說明：由于各方面情況的不斷調(diào)整與變化，華禹教育網(wǎng)（m.gerecailiao.cn）所提供的信息為非商業(yè)性的教育和科研之目的，并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性，僅供參考，相關(guān)信息敬請以權(quán)威部門公布的正式信息為準(zhǔn)。