上海交通大学科研团队在光计算芯片领域取得重要进展，成功研制出全球首款支持大规模语义媒体生成的全光计算芯片LightGen。该成果已发表于国际顶级学术期刊《科学》，为突破传统芯片算力瓶颈提供了全新解决方案。
随着生成式人工智能技术的快速发展，现有数字芯片在处理复杂模型时面临算力不足与能耗过高的双重挑战。研究团队指出，传统电子芯片受限于晶体管物理极限，难以满足深度神经网络对并行计算的需求，而光计算凭借光子高速传输特性，被视为突破算力瓶颈的关键方向。
据科研人员介绍，光计算芯片通过光场变化实现计算功能，理论上具有超高速与低能耗优势。但此前全光计算芯片仅能处理简单分类任务，复杂生成模型的实现仍需依赖光电混合架构，导致计算效率大幅下降。如何让纯光子芯片运行大规模生成模型，成为全球智能计算领域亟待攻克的技术难题。
研究团队提出的LightGen芯片通过三项关键技术突破解决了这一难题：单芯片集成百万级光学神经元、全光维度转换架构以及不依赖真实数据的光学生成模型训练算法。实验数据显示，即使使用性能较低的输入设备，该芯片仍能实现比顶尖数字芯片高两个数量级的算力与能效提升。
该芯片已验证具备完整生成能力，可实现从输入到生成的全流程闭环操作。具体功能包括高分辨率图像生成（分辨率达512×512以上）、三维场景重建（NeRF技术）、高清视频生成以及语义参数调控，同时支持图像去噪、特征迁移等复杂生成任务。研究团队强调，这是首次在单一光子芯片上实现端到端的大规模生成计算。
这项突破为光计算技术与人工智能的深度融合开辟了新路径。相比传统电子芯片，光计算芯片在处理生成式任务时展现出显著优势，特别是在需要实时处理海量数据的场景中，其能效比提升将推动人工智能应用向更高效、更环保的方向发展。目前，研究团队正持续优化芯片架构，探索在更多智能计算领域的应用可能性。
