光子晶片，這名字聽起來就高大上，帶有那麼一絲未來科幻的味道。
其實光子晶片和現在使用的電子晶片，是在上個世紀八十年代同時出生的一對雙胞胎。
如果要說光子晶片的前沿理論，其實早在1887年就已經被提了出來。
這個理論後來的成果，被叫做光子晶體。
當時間走到1969年的時候，美國貝爾實驗室提出了內建光學概念，這才有了向晶片領域研究的路子。
問題來了。
難道光子晶片和電子晶片差不多？
差很多！首先光子晶片是建立在光的基礎上，使用光作為資訊傳輸、資料運輸的載體。
整個世界，還有比光快的物質嗎？
要知道根據愛因斯坦的狹義相對論來說，一切速度是不可能超過光速的。
顯然光子晶片要比電子晶片更加的優秀。
那麼為什麼電子晶片運作了這麼久，現在才有了光子晶片的消息呢？
理論歸理論，研究歸研究，一切可以進行實踐推廣的東西，前提是技術足夠的成熟和穩定。
電子晶片有一個關鍵性的技術，早在電子晶片出現的時候，就已經趨于成熟。
這就是半導體技術，這個部件相當于一個樞紐，他可以将一個，甚至是一個以上的電信号進行重新的編輯，變成一個信号進行輸出。
以半導體為起點，就出現了模拟信号，數字信号等等。
這就讓電信号轉變成人類需要，而且可以進行解讀的信号，于是電子晶片在這個基礎上就繁榮了起來。
那麼光子晶片在當時是一個什麼情況呢？
想要出現光子晶片，同樣需要類似的部件進行轉化，讓各種光，甚至是不同波長的電磁波，進行重新編輯整理，轉變成可以讓人類穩定控制的信号。
而這個部件就叫做光半導體。
但很可惜的是光半導體的研究，就一直沒有什麼突破性的進展。
比如最大的挑戰就是，輸出的信号居然要比輸入的信号波長要長，波長變長了，要捕捉到這個信号，就要加大距離，不然怎麼捕捉？
是以往往制作出來光子晶片的體積就要巨大化了才行。
當然還有一個辦法，就是把光半導體做的很小很小，小到微米級别。
上個世紀八十年代，開什麼玩笑。
這個難關一直就沒有攻克，這就讓電子晶片有了高速發展的時間。
如今電子晶片的發展其實已經走到了一個瓶頸，這就是人們常說的摩爾定律。
什麼是摩爾定律呢？
這個定律是英特爾的創始人之一戈登.摩爾提出來的。
大概意思是，內建電路上可以容納的元器件數量，在一年到兩年之内，就要翻上一倍，當然性能也會随之翻倍。
這個定律說明了，如今資訊化發展的速度是極其的驚人。
如今這種發展已經進行了半個世紀了。
那麼這就出現了一個問題，一塊小小的內建電路面積就那麼大，元器件的數量不斷地翻倍，最後就會讓一塊小小的內建電路裝上去的元器件數量變成一個及其恐怖的數字。
內建電路就要面對裝不下元器件的局面。
是以現在對于晶片的工藝制程，很多科學家已經開始讨論起了電子晶片是不是已經走到了盡頭，應該再換一條跑道的時間點上了。
那麼被冷落在一角足有五十年的光子晶片，就被提上了日程。
說道這裡，很多人就會問一聲：“光刻機呢？”
如果光子晶片推出來，且可以進行工業化量産，光刻機就應該放到博物館裡吧！
光子晶片的發展。
話說電子晶片的性能，依賴于內建的半導體數量的多少。
這種情況下，不僅會遇到摩爾定律的瓶頸，而且随着半導體數量的增多，耗能也會加劇，甚至會出現串擾，時延等等一系列的難題。
而且這些難題，會随着半導體增多，變的越來越難以攻克。
以耗能為例，一個資料中心的能耗，大約有40％會浪費在散熱上。
将近一半的能量損失。
目前全世界資料中心的能耗占全世界能源的1％。
1％的資料看起來很小，但要知道全世界消耗的能源是一個相當恐怖的數字。
比如谷歌這麼一家公司，一年消耗的能源，要比斯裡蘭卡這個國家消耗的能源還要多。
如果不相信的話，可以參考過去挖掘虛拟币的礦機，一片礦機一啟動消耗的電能是一個非常恐怖的資料。
2009年的時候，全世界礦機消耗的能源比谷歌一家公司一年消耗的能源還要多。
而且這個消耗過程，還會出現大量的二氧化碳氣體。
那麼光子晶片呢？
光子晶片就沒有這樣的麻煩，這種晶片是以光為資訊的載體，具有低功耗，高寬帶，高并行的特點。
因為光子晶片就沒有電阻的說法，他是通過鐳射産生的光子，然後以極快的速度通過，波導，調制器，反射器的。
這個過程不能說沒有熱量的産生，但非常的少。
是以想要進行大容量的資料傳送，光子晶片是最好的選擇。
下一次的工業革命，是以人工智能作為基礎的，光子晶片就是一種能夠為人工智能提供高效服務的晶片。
這一點是電子晶片無法比拟的。
是以各個國家對于光子晶片，都有着高額的研發投入。
畢竟光子晶片将會成為人工智能的一個核心部件。
其他國家對光子晶片的投入
首先是美國。
其實早在1990年的時候，美國的貝爾實驗室就已經設計出了光子計算機的原型機。
這台原型機就是利用光進行計算的。
雖然原型機出來了，但他們無法做到，将其中的電子元件進行縮小，是以當時的光子計算機的元件并不能做到緊湊，以至于體積很大，無法和電子晶片計算機相比較。
當然了，進行工業化的量産也就不可能了。
沒有經濟利益的推動，這個項目也就停了。
如今随着科學技術的進步，尤其是光子裝置的制造日趨成熟，光子元件也在不斷地縮小。
在2016年的三月份，美國的三所大學的科研人員，就研發出一款光子晶片。
當時宣布這款光子晶片是世界上第一款成熟的，而且是使用光傳輸資料的處理器。
這塊晶片每一平方毫米的資料傳輸速度可以打倒300000兆位，是當時電子晶片的十倍到五十倍的速度。
那麼這枚光子晶片有多大呢？
十八平方毫米，但在上面有兩個處理器核心，一個發送，一個接受，整體的部件有七千萬個半導體，以及八百五十個光子元件。
晶片上的部件數目絕對是一個很恐怖的數目。
當然這款光子晶片，一直無法應用在商業用途上。
到了2021年，美國馬薩諸塞州波士頓的初創公司對外宣布，他們研發出了一種光子晶片，耗電量隻有同等級晶片的六分之一。
這個時間點上，美國人工智能領域的各行業，對光子晶片也開始進行相應的開發。
那麼其他國家呢？
2017年九月二十八号的時候，英國的牛津大學對外宣布，他們學校的科研人員，同樣在光子晶片上取得了突破性的進展。
甚至都可以做到模拟人類的腦神經結構，進行資訊的高速傳播。
做出可以類比人類腦神經結構的光子晶片，這可是了不得的突破，要知道人類的大腦是最為神秘的，到現在各路科學家都沒有解開這裡面的所有秘密。
還有就是大腦是一個能夠同時處理，還可以進行存儲資訊的地方，這是任何晶片不容易做到的，而且這種工作過程耗能是相當低。
畢竟大腦的工作能耗高了的話，溫度就會上升，到時候顱壓就會變高，而人的大腦就要出問題了。
是以光子晶片研發的可以做到和人類大腦的結構類比，絕對是一個非常了不得的研究成果。
牛津大學的研究人員，将研究成果發表在了美國的《科學進展》雜志上了。
在這篇報道中，還提到了，之是以能有人類大腦一樣的結構，他們使用了非常特殊的相變材料，然後結合光路，研發出來的一種光子晶片。
而且運作的速度要比人的腦神經快一千倍。
當然了這些成果也一直待在科學實驗室裡，離工業化量産還是有一定的差距。
在2022年的七月十一号，澳洲的科學家，在光子晶片中也有了突破性的進展。
研發出了第一款自校準光子晶片，這種東西形象比喻一下，相當于光子晶片的高速路上搭建起來的公路橋。
起到可以将各種光子晶片進行連接配接的作用。
那麼中國在光子晶片的路上走的如何呢？
2024年四月十一号，清華大學成功的研發出了太極光子晶片，據說這種晶片的計算速度可以提升1000倍。
當然了按照慣例，這個研究成果被寫成了論文發表到了《科學》這份期刊上了。
提高1000倍的計算速度，這絕對是一個突破性的進展，也意味着中國在光子晶片上占在了世界的前沿。
其實在中國，有關光子人工智能晶片的項目早就已經啟動了，時間是在2019年，地點在順義。
這次的技術突破，會更快的推進光子晶片的量産。
一旦開始量産，就可以擺脫目前的高制程光刻機的路子，進而實作換道超車。