是什么讓外媒感嘆中國速度太快了？盤點光子芯片的“用武之地”
對于悟空量子芯片來說，這是一個里程碑式的時刻。由于該芯片采用了獨特的量子計算技術，可大幅提升計算速度和安全性，被譽為計算領域的“黑科技”。悟空量子芯片的誕生，標志著中國在量子計算領域有了重大突破。最近幾年，由于全球范圍內對于量子計算的關注度增加，各國都在爭相研發此類芯片，希望取得領先優勢。而中國悟空量子芯片的出現，不僅讓中國成為全球少數幾個擁有量子芯片的國家之一，也預示著中國在未來計算領域中的競爭力將會不斷提高。
同時，外界對中國光子芯片生產線的建設也表示高度關注。光子芯片作為目前較為先進的制造技術，可以極大地提高芯片性能，降低功耗，并可以在通信系統中廣泛應用。而在美國等國家的技術巨頭中，光子芯片也正在成為下一個熱門話題。因此，中國建設光子芯片生產線，不僅可以提高芯片生產效率，也將為中國芯片產業的發展帶來新的機遇和挑戰。
當然，我們也不能忽視中國芯片行業在實踐中遇到的困難和挑戰。目前，中國芯片行業面臨著供應鏈、自主可控等方面的問題。雖然有著良好的政策和資金支持，但要想真正跨越發達國家和進入全球領先梯隊，則需要敏銳洞察市場變化、創新技術手段以及加強企業合作。畢竟，全球芯片市場是一個高度競爭的環境，成功的關鍵還是看誰能夠更好地適應市場需求，抓住發展機遇。
光子芯片的“用武之地”
數據和電信中的光子學
光子芯片的主要優勢之一是改進了數據通信，這導致 PIC 在不同行業領域的許多應用，包括自動駕駛、生物醫學、天文學、國防和航空航天。但從光子學的進步中獲益最多的兩個行業可能是數據管理和電信行業。這就是未來幾十年光子芯片可能對數據通信產生最大影響的地方。
數據中心的集成光子學
2010 年至 2018 年期間，全球互聯網流量增長了 10 倍以上，而全球數據中心存儲容量增長了 25 倍。隨著新的可能性的出現，每天生成和消耗的數據量的這種巨大增長只會持續下去來自人工智能、大數據和物聯網的發展。由于這些不斷增長的數據需求，用于連接服務器的傳統銅纜正遭受影響整個系統的帶寬瓶頸。
雖然銅纜往往會在幾 Gbps 內達到其帶寬限制，但光纖的限制幾乎是無限的，允許傳輸速度達到數百 Gbps 或 Tbps，并具有超低延遲。此外，數據中心還可以將光子芯片與高帶寬發射器和接收器等板載組件集成在一起，從而顯著提高系統性能和可靠性。
節約能源使用成本
電子通過銅線時遇到的電阻的后果之一是產生大量的熱量。這對于電子芯片中使用的硅來說可能是個大問題，因為硅在熱應力下往往會迅速分解。因此，需要大量的冷卻來保持數據中心的運行，這反過來又導致大量的能源消耗和高碳排放。據估計，僅冷卻一項就占數據中心能耗的 33%。
相比之下，PIC 產生的熱量要少得多。事實上，它們產生的熱量非常少，不需要任何專用的冷卻系統。隨著數據中心面臨著減少能源消耗的壓力，作為減少碳排放的一部分，這種極端的能源效率在未來幾年可能會變得更加重要。
下一代 6G 網絡
即使 5G 繼續在全球范圍內推廣，電信公司也已經在討論 6G 的潛在設計，6G 有望比 5G 快幾個數量級。6G 預計將在本世紀末推出，可提供高達 1 Tbps 的速度，為 3D 全息視頻、8K 流媒體以及改進的人工現實 (AR) 和虛擬現實 (VR) 設備的新進展打開大門。光子學肯定是 6G 的決定性技術，因為它可以在帶寬和傳輸速度方面顯著改善電子技術。
未來設想
隨著光子芯片技術的不斷進步和成本的逐漸降低，光子芯片將逐漸應用到更廣泛的領域。未來的光子芯片不僅能夠在高速通信、數據中心、激光雷達等領域發揮重要作用，還將有望應用于醫療、環保、智能制造等領域。
在醫療領域，光子芯片可以用于醫學影像、病理診斷、生命體征監測等方面。利用光子芯片的高速傳輸和處理能力，醫學影像可以在短時間內進行高清晰度的拍攝和傳輸，加快了醫學影像的獲取和分析速度，為醫生提供更及時準確的診斷結果。光子芯片還可以實現生命體征的實時監測和數據處理，為醫生提供更全面的病人信息，幫助醫生提前預防和診斷疾病。
在環保領域，光子芯片可以應用于污染源的快速定位和污染物的快速檢測。利用光子芯片的高靈敏度和高分辨率，可以實現對污染源的實時監測和快速定位，從而及時采取措施進行治理和防范。同時，光子芯片還可以實現對污染物的快速檢測和定量分析，為環境保護提供更全面的數據支持。
在智能制造領域，光子芯片可以用于智能傳感、機器視覺等方面。利用光子芯片的高靈敏度和高速傳輸能力，可以實現智能傳感器的高精度、高速度的數據采集和處理。同時，光子芯片還可以應用于機器視覺領域，實現對制造過程的實時監測和控制，提高生產效率和質量。
最后
未來十年，光子芯片顯然將成為數據和電信領域的首選。它們能夠以低熱效應在寬帶寬上提供閃電般的速度，使其成為處理快速數字化社會日益增長的數據需求的最佳解決方案。也就是說，必須牢記這只是光子學的開始。不斷增長的數據需求肯定會進一步推動它們的發展，從而導致新的用例和擴大的市場，這些市場可能會在未來五年內達到新的高度。
