上海交通大學科研團隊在光計算芯片領域取得重要進展，成功研制出全球首款支持大規模語義媒體生成的全光計算芯片LightGen。該成果已發表于國際頂級學術期刊《科學》，為突破傳統芯片算力瓶頸提供了全新解決方案。
隨著生成式人工智能技術的快速發展，現有數字芯片在處理復雜模型時面臨算力不足與能耗過高的雙重挑戰。研究團隊指出，傳統電子芯片受限于晶體管物理極限，難以滿足深度神經網絡對并行計算的需求，而光計算憑借光子高速傳輸特性，被視為突破算力瓶頸的關鍵方向。
據科研人員介紹，光計算芯片通過光場變化實現計算功能，理論上具有超高速與低能耗優勢。但此前全光計算芯片僅能處理簡單分類任務，復雜生成模型的實現仍需依賴光電混合架構，導致計算效率大幅下降。如何讓純光子芯片運行大規模生成模型，成為全球智能計算領域亟待攻克的技術難題。
研究團隊提出的LightGen芯片通過三項關鍵技術突破解決了這一難題：單芯片集成百萬級光學神經元、全光維度轉換架構以及不依賴真實數據的光學生成模型訓練算法。實驗數據顯示，即使使用性能較低的輸入設備，該芯片仍能實現比頂尖數字芯片高兩個數量級的算力與能效提升。
該芯片已驗證具備完整生成能力，可實現從輸入到生成的全流程閉環操作。具體功能包括高分辨率圖像生成（分辨率達512×512以上）、三維場景重建（NeRF技術）、高清視頻生成以及語義參數調控，同時支持圖像去噪、特征遷移等復雜生成任務。研究團隊強調，這是首次在單一光子芯片上實現端到端的大規模生成計算。
這項突破為光計算技術與人工智能的深度融合開辟了新路徑。相比傳統電子芯片，光計算芯片在處理生成式任務時展現出顯著優勢，特別是在需要實時處理海量數據的場景中，其能效比提升將推動人工智能應用向更高效、更環保的方向發展。目前，研究團隊正持續優化芯片架構，探索在更多智能計算領域的應用可能性。
