Trung Quốc ra mắt phòng thí nghiệm quang học, cung cấp năng lượng cho AI bằng ánh sáng

Theo báo Jiefang Daily, phòng thí nghiệm mới được ra mắt là nền tảng hợp tác đầu tiên của Trung Quốc giữa giới học thuật và doanh nghiệp chuyên nghiên cứu lĩnh vực điện toán quang tử. Cơ sở này đặt tại Đại học Giao thông Thượng Hải.

ĐIỆN TOÁN BẰNG ÁNH SÁNG – HƯỚNG ĐI MỚI CHO BÀI TOÁN SỨC MẠNH AI

Ông Zou Weiwen, Giám đốc phòng thí nghiệm mới và là giáo sư chuyên ngành quang tử tại Đại học Giao thông Thượng Hải, cho biết điện toán quang tử là một trong những con đường quan trọng để tạo ra đột phá về năng lực tính toán.

Theo ông, công nghệ này sở hữu nhiều ưu thế nổi bật về băng thông, độ trễ và hiệu quả năng lượng so với các kiến trúc điện toán hiện nay.

Khác với các chip bán dẫn truyền thống sử dụng electron để truyền tải và xử lý dữ liệu trong các mạch silicon, chip quang tử sử dụng photon – các hạt ánh sáng – cho cả quá trình truyền dẫn lẫn tính toán.

Nhờ đặc tính di chuyển nhanh hơn nhiều so với electron và sinh nhiệt thấp hơn đáng kể, photon có thể giúp các hệ thống tính toán đạt hiệu năng cao hơn trong khi chỉ tiêu thụ một phần nhỏ điện năng. Đây được xem là lợi thế đặc biệt quan trọng trong thời kỳ bùng nổ AI, khi các trung tâm dữ liệu đang phải đối mặt với áp lực ngày càng lớn về điện năng và khả năng làm mát.

Theo kế hoạch, phòng thí nghiệm sẽ tập trung nghiên cứu nhiều lĩnh vực then chốt, bao gồm kiến trúc chip quang tử, công nghệ tích hợp silicon-quang tử, các linh kiện quang học, cũng như các thuật toán và ứng dụng thương mại cần thiết để đưa công nghệ này vào thực tế.

Sự ra đời của cơ sở nghiên cứu mới diễn ra trong bối cảnh các công ty công nghệ trên toàn thế giới đang cạnh tranh quyết liệt để sở hữu năng lực tính toán khổng lồ phục vụ quá trình huấn luyện và vận hành các mô hình AI ngày càng phức tạp.

Khi quy mô mô hình liên tục tăng lên, nhu cầu xử lý dữ liệu và mức tiêu thụ năng lượng cũng tăng theo. Điều này khiến các chip silicon truyền thống ngày càng tiến gần tới giới hạn vật lý của chúng, thúc đẩy các nhà nghiên cứu tìm kiếm những nền tảng điện toán hoàn toàn mới.

CÔNG NGHỆ CHIẾN LƯỢC TRONG NỖ LỰC TỰ CHỦ CỦA TRUNG QUỐC

Việc thành lập phòng thí nghiệm mới cũng phản ánh chiến lược tự chủ công nghệ ngày càng quyết liệt của Bắc Kinh trong bối cảnh Washington liên tục siết chặt các biện pháp kiểm soát xuất khẩu đối với những loại chip tiên tiến phục vụ AI.

Các hạn chế này được thiết kế nhằm ngăn Trung Quốc tiếp cận những bộ xử lý hiện đại nhất, vốn là nền tảng cho việc phát triển các mô hình AI quy mô lớn. Trước áp lực đó, Bắc Kinh đang thúc đẩy mạnh mẽ các công nghệ thay thế có khả năng giảm sự phụ thuộc vào chuỗi cung ứng bán dẫn truyền thống.

Trong những năm gần đây, giới chức Trung Quốc đã xác định các công nghệ tiên phong như điện toán quang tử và các bộ gia tốc AI lai quang tử - điện tử là những lĩnh vực ưu tiên chiến lược cấp quốc gia.

Chính quyền Thượng Hải cho biết thành phố đã huy động nhiều nguồn lực nhằm hỗ trợ nghiên cứu về kiến trúc điện toán quang tử, quy trình sản xuất và phát triển thuật toán thông qua các chương trình khoa học - công nghệ khác nhau. Song song với đó là các khoản đầu tư cho nền tảng đổi mới sáng tạo và hệ sinh thái công nghiệp liên quan.

Phòng thí nghiệm mới là kết quả hợp tác giữa Đại học Giao thông Thượng Hải và Lightelligence, một trong những startup hàng đầu của Trung Quốc trong lĩnh vực điện toán quang tử.

Lightelligence cũng là công ty điện toán quang tử đầu tiên của Trung Quốc đại lục niêm yết trên Sở Giao dịch Chứng khoán Hong Kong. Doanh nghiệp này từng tuyên bố là đơn vị đầu tiên trên thế giới triển khai thành công ở quy mô lớn các hệ thống tính toán lai giữa quang học và điện tử.

Tuy nhiên, dù triển vọng được đánh giá rất lớn, điện toán quang tử vẫn còn phải vượt qua nhiều rào cản trước khi có thể hiện thực hóa toàn bộ tiềm năng lý thuyết của mình.

Ông Zou Weiwen cho rằng một trong những thách thức cơ bản hiện nay là sự thiếu hụt của hệ sinh thái phần mềm và thuật toán đủ trưởng thành để khai thác hiệu quả phần cứng quang tử.

Nói cách khác, ngay cả khi các chip quang tử đạt được những bước tiến lớn về mặt phần cứng, ngành công nghiệp vẫn cần phát triển đồng bộ các công cụ phần mềm, mô hình lập trình và thuật toán tương thích để biến lợi thế lý thuyết thành năng lực tính toán thực tế.