新华社北京5月27日电 题:古老的“光”,点亮哪些新未来?——来自2023中关村论坛的现场观察

光,正在以前沿之姿,吸引各国科学家、创业者、投资人向“光”而行。正在进行的2023中关村论坛上,从光子信息到光纤通信,从光子存储到光子制造,“光”的频繁出镜,让我们看到了这束“未来产业之光”的更多可能。

光,不仅能照明,更能用于计算

(相关资料图)

人工智能迅猛发展的当下,一场更快、更强、功耗更低的算力革命也在酝酿——把“电”换成“光”。

“光计算芯片,相对传统电芯片可将算力极限推高2-3个数量级,同时有效控制功耗和成本。”本届中关村论坛参展企业、光子算数(北京)科技有限公司创始人白冰对记者说,“光子”凭借其低延时、高带宽、低能耗的特征,可突破电芯片的算力与功耗瓶颈,被认为是新一代信息技术的基石。

白冰拿起一个光计算芯片,进一步解释:“传统电芯片的性能主要取决于集成的晶体管数量,随着集成度的不断提高,电芯片面临串扰、功耗、时延等瓶颈;而以光子替代电子完成对计算任务的加速处理,新的底层物理机理使芯片性能(算力、功耗、延时)极限突破摩尔定律的限制。”

为飞机“延长寿命”

激光20世纪被发现后,首先被应用于医疗、遥感勘测等领域,如今有了新的应用。

在2023中关村论坛的前沿科技与未来产业展区,记者看到一台与台式机主机差不多大小的高能量激光器。工作人员介绍,这台高能量激光器已广泛用来提升金属构件的“寿命”。

“航空涡轮喷气发动机叶片的转速很快,金属构件如果不够‘坚韧’,叶片就很可能产生裂痕或导致其他风险。这台高能量激光器,能够把高能量的激光打到金属构件上,产生冲击波,在金属表面形成1-2毫米的‘压应力层’,使金属表面的韧性更强,从而让金属构件的抗疲劳度提高5至15倍,从而延长使用寿命。”卓镭激光国际业务部经理金磊告诉记者。

金磊介绍,高能量激光器目前还应用于大科学装置中。“高能量激光器的质子刀瞄准病灶更精准,且副作用更小,可用于癌症的放疗。目前国内科技企业正加紧产业化落地。”

“超级眼睛”,捕捉“更丰富的光”

未来,手机的摄像头可以多微小?也许只有一根头发丝的横截面那么大。

在前沿科技与未来产业展区,一块色彩绚丽的超表面光芯片吸引了不少人的目光。

“传统的手机摄像头是通过对塑胶进行模压等冷加工方式制作而成。我们是用半导体的生产工艺来制作镜头。这种镜头是由几千万个纳米级的‘柱子’排列而成,‘柱子’的形状、大小、不同的排列方式都可以对光产生不同的调控作用,如偏转、聚焦、偏振等。经过超表面透镜的光打到图像传感器上,光信号转化为电信号,就能存储并显示出图像。”山河光电首席信息官邱兵告诉记者。

采用半导体工艺制作摄像头的优势是什么?

邱兵进一步解释说:“利用半导体工艺,可以把摄像头做到非常小,头发丝横截面大小的摄像头也可以实现。此外,还可将光谱成像、偏振成像、深度成像等多个功能集合为一体,做到多功能成像,有望解决雨天、雾天、低光、低对比度等恶劣环境下物体识别和拍摄的难题。好比一只‘超级眼睛’,能够捕捉到更多维度的光。”