类似ChatGPT的人工智能系统素来耗电量巨大。为应对这一挑战，加拿大光学、光子学和激光中心的研究团队开发出一种能以超高速传输海量数据的光芯片。该技术细如发丝，能效无可匹敌。这项创新成果发表在《自然·光子学》杂志上，利用光来传输信息。与仅依靠光强度的传统系统不同，这种芯片还利用了光相位（即光的相移）。

通过增加信号的新维度，该系统达到了前所未有的性能水平，同时保持了微小的尺寸。该研究的第一作者、博士生Alireza Geravand说："我们的数据传输速度从每秒56千兆比特跃升至每秒1000千兆比特。"

博士生 Alireza Geravand 正在 COPL 实验室研究这项技术。

研究团队看到了训练人工智能模型的巨大潜力。Geravand补充道："以每秒1000千兆比特的速度，你可以在7分钟内传输整个训练数据集，相当于超过1亿本书。这大约是你煮一杯咖啡的时间。"而所有这些仅消耗4焦耳的能量，刚好足以将一毫升水加热1摄氏度。

这一突破依赖于微环调制器——一种由硅制成的微小环形装置，可以操纵光来编码信息。该系统使用两对环：一对用于强度，另一对用于相位。当今的人工智能数据中心依靠数万甚至数十万个处理器，像大脑中的神经元一样进行通信。每个处理器的尺寸为几毫米，但当所有处理器加在一起时，基础设施很快就会变得巨大，为其供电所需的能源也是如此。

Geravand说："最终你会得到一个长达几公里的系统。"利用他们的新技术，这些单元可以快速高效地通信，就像它们之间只有几米的距离一样——随着人工智能需求的持续增长，这将是一个相当大的优势。

这款芯片薄如发丝，依靠两对环形微谐振器来实现无与伦比的性能。

这项技术可能会在未来几年内进入市场。英伟达等公司已经开始使用微环调制器，尽管仅限于光强度。Geravand总结道："十年前，我们的实验室为这项技术奠定了基础。今天，我们将其提升到了一个新的水平。也许几年后，行业会迎头赶上，这项创新将走进现实世界。"

该研究的其他贡献者包括Zibo Zheng、Farshid Shateri、Simon Levasseur、Leslie A. Rusch和Wei Shi。