日本NTT携手美高校突破光子芯片“编程化”，算力架构迈入新纪元10月9日，全球领先的通信企业日本NTT与康奈尔大学、斯坦福大学研究团队联合宣布，成功研制出全球首款可编程非线性光子芯片，相关论文已发表于权威学术期刊《自然》。此项技术进展被认为将推动光子芯片从“专用”走向“通用”，为人工智能、量子计算和5G/6G通信等领域的算力和能效带来革命性升级。
从“硬件固化”到“光子可编程”
长期以来，传统光子器件受制于“一设备一功能”，设计与制造流程复杂、成本高昂，且良率有限。此次NTT团队以氮化硅材料为基础，开发出通过外部特定结构化光图案实现非线性光学响应动态调控的新型芯片架构；同一芯片内可灵活切换多种非线性功能场景，如可调谐光源、即时光计算、量子频率转换等，显著打破原有物理硬件固化设计的局限。
研究团队指出，该芯片支持“外部光图案编程”——即便生产完成后，仍可通过光学手段重新定义或微调其功能，有效补偿制造偏差，显著提升规模化量产的良率与一致性。
多领域落地应用前景
在量子计算方向，这项技术有望用于打造可编程量子频率转换器和量子光源，实现量子比特的高精度操控。在通信基础设施领域，该芯片支持广域可调光源及任意波形发生器，将成为5G和6G基站的核心算力部件。特别是在NTT提出的IOWN（创新型光与无线网络）架构中，新型光子芯片有望打造全光子网络（APN），网络时延将压缩至现有技术的1/200。在数据中心侧，更高效的分布式互联架构有助于提升可再生能源利用效率。
人工智能算力集群同样受益显著。该光子芯片能够替代部分传统电类加速器完成大规模矩阵乘法等核心运算。中国企业光本位科技已实现128×128矩阵光子存算一体芯片，理论峰值算力可达2560TOPS，能效比3.2TOPS/W。NTT此次突破的非线性可编程功能，有助于在神经网络训练中灵活实现激活函数等复杂操作，进一步提升推理效率。
市场与产业化势头加速
根据IDTechEx数据，全球光子集成电路市场规模有望于2035年突破540亿美元。中国相关企业在该领域布局同样积极：光本位科技已实现硅光与相变材料异质集成的商用芯片，上海交通大学非易失可编程光收发芯片支持400Gbps高速传输，静态功耗近乎为零。
科院相关机构预判，未来单颗光子芯片的算力或将等同1000颗顶级GPU，推动整体算力架构迈向多维度“光电融合”。
结语
从巴伦西亚理工大学发布通用可编程芯片，到NTT攻克非线性可编程光子芯片，光子计算正逐步走出实验室、迈入大规模产业化应用阶段。行业普遍认为，编程化、通用化将成为下一代光子技术的重要方向，引领全球算力变革新航道。
