Chinesische Forscher setzen auf photonische Chips

Das neue Shanghai Integrated Photonic Computer Chips and Systems Laboratory hat die erste Plattform in China vorgestellt, die Industrieexpertise und akademische Forschung vereint. Die Einrichtung befindet sich an der Shanghai Jiao Tong University, wo Experten und externe Partner photonische Chips, optische Komponenten, Computerarchitekturen und zugehörige Software entwickeln werden.

Dieser Schritt erfolgt vor dem Hintergrund des Wettlaufs von Technologieunternehmen und Regierungen um die Rechenleistung, die für das Training und den Betrieb fortschrittlicher KI-Modelle benötigt wird. Da Rechenzentren immer mehr Strom verbrauchen, suchen Wissenschaftler nach Alternativen zu herkömmlichen Silizium-Schaltkreisen. Traditionelle Chips nutzen Elektronen zur Datenübertragung, während photonische Systeme auf Photonen, also Lichtteilchen, basieren.

Zou Weiwen, Laborleiter und Professor an der Universität, betonte, dass die Photonik einen wichtigen Weg zu bahnbrechenden Verbesserungen der Rechenleistung eröffnet und große Vorteile hinsichtlich Bandbreite, Latenz und Energieeffizienz bietet. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich daher auf Chiparchitektur, die Integration von Siliziumphotonik, die Entwicklung optischer Bauelemente, unterstützende Algorithmen und die Suche nach praktischen kommerziellen Anwendungen.

Photonisches Rechnen ist für China von großer strategischer Bedeutung, da die Behörden in Shanghai das Projekt durch verschiedene wissenschaftliche Programme und Investitionen in die industrielle Entwicklung unterstützt haben, da herkömmliche Prozessoren weltweit bereits gefährlich nahe an ihre physikalischen und thermischen Grenzen stoßen.

Das Projekt ist eine gemeinsame Initiative der Jiao Tong Universität und des in Shanghai ansässigen Photonik-Startups Lightelligence, das zuvor Schlagzeilen machte, indem es behauptete, als erstes Unternehmen erfolgreich groß angelegte hybride optisch-elektronische Computersysteme eingesetzt zu haben, was es zu einem wichtigen Akteur in diesem Sektor machte.

Trotz der Begeisterung müssen vor einer breiten Anwendung noch erhebliche technische Hürden überwunden werden. Weiwen warnt, dass eine der größten Herausforderungen das Fehlen eines ausgereiften Ökosystems aus Software und Algorithmen ist, das die Möglichkeiten photonischer Hardware voll ausschöpfen kann. Bevor diese Chips ihr theoretisches Leistungsmaximum erreichen, müssen eine Reihe grundlegender wissenschaftlicher und ingenieurtechnischer Fragen geklärt werden.