【ZiDongHua之“智能自動化”收錄關鍵詞：清華大學 電子工程  大模型 智能計算】

祝賀！清華大學戴瓊海院士團隊研究成果入選“中國科學十大進展”

3月27日，國家自然科學基金委員會在2025中關村論壇年會開幕式上發(fā)布了2024年度“中國科學十大進展”。清華大學作為主要完成單位的“實現(xiàn)大規(guī)模光計算芯片的智能推理與訓練”成果入選。

智能光計算作為近年來新興的計算模態(tài)，具備高速、低功耗等特性，在后摩爾時代展現(xiàn)出有望超越硅基電子計算的潛力，解決人工智能領域的算力與功耗難題。然而，其計算任務往往局限于簡單的字符分類、圖像處理等，究其原因，痛點是光的計算優(yōu)勢被困在了不適合的電架構中，計算規(guī)模受限，無法支撐復雜大規(guī)模智能計算。

針對這一難題，電子工程系教授方璐課題組、自動化系教授戴瓊海課題組，在北京信息科學與技術國研中心光電交叉群體承擔的國家2030重大項目支持下，構建了智能光計算的通用傳播模型，摒棄了傳統(tǒng)電子深度計算范式，另辟蹊徑，首創(chuàng)了分布式廣度光計算架構，研制了國際首款大規(guī)模通用智能光計算芯片“太極-I”，它首次將光計算從原理驗證推向了大規(guī)模實驗應用，以每焦耳160萬億次運算的系統(tǒng)級能效，為大規(guī)模復雜任務的“推理”帶來了曙光。該研究成果于2024年4月發(fā)表于《科學》（Science）期刊。

相較于模型推理，模型訓練更需要大規(guī)模算力。針對大規(guī)模神經(jīng)網(wǎng)絡訓練難題，方璐、戴瓊海團隊又提出了全前向智能光計算訓練架構，研制了通用光訓練芯片“太極-II”，支撐智能系統(tǒng)的高效精準光訓練。

“太極-II”突破了計算精度與效率的矛盾，實現(xiàn)了多種不同光學系統(tǒng)的原位光訓練。在大規(guī)模學習領域，將神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練速度提升了1個數(shù)量級，代表性智能任務的準確率提升40%；在復雜場景智能成像領域，實現(xiàn)了千赫茲幀率的抗散射與非視域成像，效率提升2個數(shù)量級；在拓撲光子學領域，在不依賴模型先驗下可自動搜索非厄米奇異點，為高效精準解析復雜拓撲系統(tǒng)提供了新思路。該研究成果于2024年8月在線發(fā)表于《自然》（Nature）期刊。

“太極”系列智能光計算芯片

“太極-I”和“太極-II”分別實現(xiàn)了大規(guī)模智能光計算推理與訓練，構成了智能計算的完整生命周期。在原理樣片的基礎上，研究團隊正積極地向智能光芯片產(chǎn)業(yè)化邁進，在多種智能系統(tǒng)上進行應用部署。可以預見，智能光計算平臺將逐步登上AI算力舞臺，破除人工智能算力困局，以更低的資源消耗和更小的邊際成本，為人工智能大模型、通用人工智能、復雜智能系統(tǒng)的高速高能效計算開辟新路徑。

“中國科學十大進展”遴選活動自2005年啟動以來已舉辦20屆。今年的活動由近140位相關學科領域?qū)＜覍W者從700多項基礎研究成果中遴選出31項成果，邀請包括440余位兩院院士在內(nèi)的2700余位專家學者對這31項成果進行實名投票，評選出10項重大科學研究成果，經(jīng)國家自然科學基金委員會咨詢委員會審議，最終確定入選名單。本次發(fā)布的“中國科學十大進展”主要分布在數(shù)理天文信息、化學材料能源、地球環(huán)境和生命醫(yī)學等科學領域。