美国宾夕法尼亚大学的科学家发明世界上首个能用光来训练复杂AI的可编程光子芯片。他们利用一种特殊的光控材料，通过不同的光束来动态调整材料的状态，让芯片实现各种非线性功能，这些功能全靠光来编程，不用更换硬件。

要让AI像人一样聪明，神经网络里必须有“非线性”这个关键能力。简单来说，如果AI只能做加法、乘法这种线性的事情，再多层也没用，永远学不会复杂的东西。只有加入“非线性”，AI才能像人脑一样，学会分辨猫和狗、理解语音、甚至写诗作画。过去的光子芯片只能做线性计算，没法实现AI真正需要的“非线性”功能。这就像你有一辆超级快的赛车，却只能在直线赛道上跑，永远拐不了弯。

宾大的科学家们用这块芯片做了几个实验：识别鸢尾花种类。用AI识别不同的鸢尾花，准确率高达96%，比传统方法高不少；语音指令识别，让芯片识别人说的四个不同指令，准确率也有92%；复杂分类任务，在更难的任务上，芯片同样表现出色。这些实验说明，这块光子芯片不仅速度快、能耗低，还能胜任真正的AI任务！

我们平时用的电脑芯片，都是靠电子在电路里跑来跑去完成计算的。这种方式虽然很成熟，但有两个大问题：一是速度有限，电子的速度再快，也赶不上光速。二是发热严重，电子运动会产生热量，芯片越快越热，能耗也越高。而“光子芯片”用的是光信号，光速极快，而且基本不发热。用光来训练和运行AI，不但速度会大幅提升，能耗也会大大降低！

现在全球的数据中心和AI训练，消耗了大量电力，还要用空调降温。如果用上这种光子芯片，不但能让AI更快更强，还能大幅减少能耗和碳排放，对环保也是大好事。

技术力量认为，这项技术未来可以扩展到更复杂的AI，比如现在热门的大语言模型，甚至有一天，整个计算机都可能变成全光子的超级计算机！宾夕法尼亚大学曾经诞生了世界第一台电子计算机ENIAC，也许这块芯片就是光子ENIAC计算机的起点！

信息来源：https://www.nature.com/articles/s41566-025-01660-x