新華社北京5月27日電 題：古老的“光”，點亮哪些新未來？——來自2023中關(guān)村論壇的現(xiàn)場觀察

  新華社記者張漫子、李春宇、趙旭

2023中關(guān)村論壇展出的光計算模塊。新華社記者張漫子攝

  光，正在以前沿之姿，吸引各國科學(xué)家、創(chuàng)業(yè)者、投資人向“光”而行。正在進行的2023中關(guān)村論壇上，從光子信息到光纖通信，從光子存儲到光子制造，“光”的頻繁出鏡，讓我們看到了這束“未來產(chǎn)業(yè)之光”的更多可能。

  光，不僅能照明，更能用于計算

  人工智能迅猛發(fā)展的當下，一場更快、更強、功耗更低的算力革命也在醞釀——把“電”換成“光”。

  “光計算芯片，相對傳統(tǒng)電芯片可將算力極限推高2-3個數(shù)量級，同時有效控制功耗和成本。”本屆中關(guān)村論壇參展企業(yè)、光子算數(shù)（北京）科技有限公司創(chuàng)始人白冰對記者說，“光子”憑借其低延時、高帶寬、低能耗的特征，可突破電芯片的算力與功耗瓶頸，被認為是新一代信息技術(shù)的基石。

  白冰拿起一個光計算芯片，進一步解釋：“傳統(tǒng)電芯片的性能主要取決于集成的晶體管數(shù)量，隨著集成度的不斷提高，電芯片面臨串擾、功耗、時延等瓶頸；而以光子替代電子完成對計算任務(wù)的加速處理，新的底層物理機理使芯片性能（算力、功耗、延時）極限突破摩爾定律的限制。”

  為飛機“延長壽命”

2023中關(guān)村論壇展出的高能量激光器。新華社記者張漫子攝

  激光20世紀被發(fā)現(xiàn)后，首先被應(yīng)用于醫(yī)療、遙感勘測等領(lǐng)域，如今有了新的應(yīng)用。

  在2023中關(guān)村論壇的前沿科技與未來產(chǎn)業(yè)展區(qū)，記者看到一臺與臺式機主機差不多大小的高能量激光器。工作人員介紹，這臺高能量激光器已廣泛用來提升金屬構(gòu)件的“壽命”。

  “航空渦輪噴氣發(fā)動機葉片的轉(zhuǎn)速很快，金屬構(gòu)件如果不夠‘堅韌’，葉片就很可能產(chǎn)生裂痕或?qū)е缕渌L險。這臺高能量激光器，能夠把高能量的激光打到金屬構(gòu)件上，產(chǎn)生沖擊波，在金屬表面形成1-2毫米的‘壓應(yīng)力層’，使金屬表面的韌性更強，從而讓金屬構(gòu)件的抗疲勞度提高5至15倍，從而延長使用壽命。”卓鐳激光國際業(yè)務(wù)部經(jīng)理金磊告訴記者。

  金磊介紹，高能量激光器目前還應(yīng)用于大科學(xué)裝置中。“高能量激光器的質(zhì)子刀瞄準病灶更精準，且副作用更小，可用于癌癥的放療。目前國內(nèi)科技企業(yè)正加緊產(chǎn)業(yè)化落地。”

  “超級眼睛”，捕捉“更豐富的光”

2023中關(guān)村論壇展出的超表面光芯片及模組。新華社記者張漫子攝

  未來，手機的攝像頭可以多微小？也許只有一根頭發(fā)絲的橫截面那么大。

  在前沿科技與未來產(chǎn)業(yè)展區(qū)，一塊色彩絢麗的超表面光芯片吸引了不少人的目光。

  “傳統(tǒng)的手機攝像頭是通過對塑膠進行模壓等冷加工方式制作而成。我們是用半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝來制作鏡頭。這種鏡頭是由幾千萬個納米級的‘柱子’排列而成，‘柱子’的形狀、大小、不同的排列方式都可以對光產(chǎn)生不同的調(diào)控作用，如偏轉(zhuǎn)、聚焦、偏振等。經(jīng)過超表面透鏡的光打到圖像傳感器上，光信號轉(zhuǎn)化為電信號，就能存儲并顯示出圖像。”山河光電首席信息官邱兵告訴記者。

  采用半導(dǎo)體工藝制作攝像頭的優(yōu)勢是什么？

  邱兵進一步解釋說：“利用半導(dǎo)體工藝，可以把攝像頭做到非常小，頭發(fā)絲橫截面大小的攝像頭也可以實現(xiàn)。此外，還可將光譜成像、偏振成像、深度成像等多個功能集合為一體，做到多功能成像，有望解決雨天、霧天、低光、低對比度等惡劣環(huán)境下物體識別和拍攝的難題。好比一只‘超級眼睛’，能夠捕捉到更多維度的光。”