全球首颗光子处理器亮相，节能计算迈出关键一步

在当今科技飞速发展的时代，高性能计算和人工智能领域对能耗的问题愈发关注。德国光子处理器开发商 Q.ANT 取得了一项具有里程碑意义的突破，其向莱布尼茨超级计算中心 (LRZ) 交付了原生处理服务器 (NPS)，这标志着模拟光子协处理器首次集成到可操作的高性能计算 (HPC) 环境中。

LRZ 作为欧洲最大的数据中心之一，拥有先进的基础设施和开创性的研究成果。此次是 LRZ 首次部署 Q.ANT 的 NPS，使其能够以大幅降低的能耗评估人工智能（AI）和模拟工作负载的光子加速。这一合作由德国联邦研究、技术与空间部资助，旨在研究面向未来高性能计算 (HPC) 环境的混合数模架构，LRZ 也借此将研究范围扩展至光子模拟计算。

LRZ 将在一个研究项目中使用 Q.ANT NPS，为气候建模、实时医学成像或聚变研究的材料模拟等应用建立新的基准和实际用例。通过此次部署，LRZ 将巩固其在节能高性能计算机开发领域的先锋地位。第一阶段评估包括安装多台最新一代 Q.ANT NPS 单元，选择基准工作负载，并测试实际应用 —— 尤其是在 AI 推理、计算机视觉和物理模拟方面。后续阶段还将引入第二代和第三代 NPS 单元，以进行更深入的评估。

Q.ANT 的光子芯片具有显著优势，它不产生热量，因此无需昂贵的冷却措施。光学处理使得复杂计算可以更快、更高效地执行，由于没有片上热量和冷却需求的降低，单位工作负载的功耗可降低高达 90 倍。Q.ANT 表示，通过更高的计算密度和更快的复杂运算执行速度，这可以使数据中心容量提升 100 倍。

LRZ 董事会主席 Dieter Kranzlmüller 教授表示：“光子处理器提供了一种新颖且前景光明的途径，可以加速人工智能和模拟工作负载，同时大幅减少我们的环境足迹。此次部署标志着我们未来计算使命的里程碑，即推进节能人工智能和高性能计算。Q.ANT 的 NPS 可以轻松集成到我们现有的基础设施中，使我们能够立即评估其性能。”

Q.ANT 首席执行官 Michael Förtsch 博士称：“我们与 LRZ 的合作标志着一个关键的里程碑：历史上首次，我们在实际工作负载下在高性能计算（HPC）中运行光子处理器。通过这一举措，我们证明了基于光的处理器已经从研究阶段走向了实际应用。这是朝着在 2030 年将光子计算融入下一代计算机架构主流迈出的决定性一步。”

此外，日前德国 Q.ANT 在欧洲光子处理器技术领域最大的 A 轮融资中筹集了 6200 万欧元。这笔资金将用于扩大其用于人工智能（AI）和高性能计算（HPC）的节能光子处理器的生产，以及开发 32 位模拟光学处理器。该光子处理器由通快公司开发，并于 2018 年分拆为 Q.ANT，旨在降低人工智能数据中心的能耗。它采用薄膜铌酸锂进行光学处理，功率效率提高 30 倍，性能提升 50 倍，且无需复杂的冷却系统。基于 “光赋能原生算法”（LENA）的架构，该处理器提供针对复杂计算优化的模拟协处理，并实现下一代计算的节能性能。

在制造方面，Q.ANT 创始人兼首席执行官 Michael Förtsch 博士表示，他们在德国通过改造 20 世纪 90 年代的 CMOS 生产线实现了工业化，成本仅为通常成本的一小部分，而不是建造价值数十亿欧元的晶圆厂。

imec.xpand 合伙人 Cyril Vancura 指出，经典 CMOS 处理器正在接近其物理和架构极限，通过并行化和更小的结构进一步提升性能，只能带来微小的改进。相比之下，光子计算代表了一种全新的范式，拥有巨大的、尚未开发的扩展潜力。Q.ANT 已经解决了这项技术的核心挑战，并有望定义高性能计算的未来。

目前，国际上巴黎的 Arago 和美国的 Lightmatter 也出于同样的原因一直在开发光子处理器。不过，Förtsch 认为美国的投资大部分用于扩展旧的数字架构，该行业正在触及极限，美国的人工智能数据中心可能很快就会消耗全国近五分之一的电力。而 Q.ANT 采取了不同的方法，他们利用光而非电构建了一种新型处理器。未来，Q.ANT 将提升芯片的性能，并通过软件堆栈将其更便捷地集成到计算机生态系统中。此外，Q.ANT 开发的光子处理器采用薄膜铌酸锂实现了高精度和高效率，在精度上远超竞争对手。

此轮融资由 Cherry Ventures、UVC Partners 和 imec.xpand 共同领投，L-Bank、Verve Ventures、Grazia Equity、Venionaire Capital 的 EXF Alpha、LEA Partners、Onsight Ventures 和 Trumpf 参投。同时，它还将 ARM 创始人 Hermann Hauser 和英飞凌管理委员会前成员、英特尔前副总裁兼总经理 Hermann Eul 纳入其顾问委员会。

在全球科技竞争日益激烈的背景下，欧洲若想引领潮流，就必须加快步伐，支持真正的创新。这意味着要为开源社区的软件开发人员、程序员和人工智能开发人员提供使用光子处理技术的机会，让欧盟重新在业界占据主导地位。