中国科技新突破！38岁，喜欢莫奈，灵感源于光子，受周易启发

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2012年秋冬，一位被视为邻家小姑娘的女子，以香港科技大学电子与计算机工程学系、新加坡科技设计大学双博士后的身份，入职中国科学技术大学任副教授，兼博士生导师。因时年26岁，集才华与颜值于一身，她广为人知。

她就是方璐。一转眼11年过去了，4月12日，清华大学电子工程系对外发布一则重大科技新闻：中国AI光芯片获得新突破！方璐团队，研发智能光芯片“太极” 的成果，在国际期刊Science《科学》上发表。

伴随这一新闻，已转投清华电子工程系的方璐，再次在圈内刷屏。而这一突破，也是以北京信息科学与技术国家研究中心的光电智能技术交叉创新团队为依托的多学科交叉碰撞、探索无限的一次成功尝试。

光电智能技术交叉创新团队部分成员合影，左三为戴琼海院士、右二为方璐副教授

双博士后，喜欢莫奈

现在是最好的时代

方璐，1986年生，浙江衢州人，方璐的父亲是家乡一所小学校长，从小学习成绩优异，14岁考入中科院少年班，在高考中考入中国科技大学学习电子工程与信息处理专业，后获得香港科技大学攻读硕士、博士与博士后（22岁），新加坡科技与设计大学博士后。

2012年从新加坡毕业后，方璐进入母校中国科大任教，2018年2月加盟清华-伯克利深圳学院，任学院教研系列准聘副教授、数据科学与信息技术研究中心副主任，同年获得清华大学“学术新人奖”，主要从事计算摄影与3D视觉的理论、算法及应用研究。

2016年，她另辟蹊径，提出了非结构工程成像新思路和相应的光电计算、光场智能成像等一些技术，可以实现大场景、多对象的视频数据捕捉，并达到看得清、看得全的效果，被用于装备北京冬奥、保障重大活动中。

2021年，她因率先提出大规模可重构光电计算理论与架构，为百亿像素光场智能成像提供了新路径，获得2021达摩院青橙奖和100万大奖。同年，她也成为北京市技术发明一等奖的获得者。

在获得青橙奖受访时，方璐表示特别喜欢莫奈。在她看来，莫奈是那个年代的追光者，而她认为自己也是一个追光者。

当时她认为，现在是最好的年代，作为青年一代，真的要把握住这个机遇。就他个人而言，科研也好，培养学生也好，她觉得还是希望做一些有意义的事情。谈及智能成像技术应用，她表示，希望为山区带去人工智能。

2022年10月，由清华大学戴琼海院士带领的自动化系成像与智能技术实验室团队，提出突破光学像差世界难题新路径。相关研究论文发表在最新一期《自然》上。方璐副教授为该论文共同通讯作者之一。

2023年11月，经长期联合攻关，方璐所在的清华大学研究团队突破传统芯片的物理瓶颈，创造性提出光电融合的全新计算框架，并研制出国际首个全模拟光电智能计算芯片（简称ACCEL）。

经实测，该芯片在智能视觉目标识别任务方面的算力可达目前高性能商用芯片的3000余倍，为超高性能芯片的研发开辟全新路径。

一场浪漫的“双向奔赴”

从算法架构上自顶向下探索，在硬件芯片设计上自底向上推演

直到此次继续取得突破，研究成果于北京时间4月12日凌晨以《大规模光芯片“太极”赋能160 TOPS/W通用人工智能》为题发表在最新一期的《科学》（Science）上。

这篇论文，清华大学电子工程系为论文的第一单位，清华大学电子工程系方璐副教授、自动化系戴琼海教授为论文的通讯作者，电子系博士生徐智昊、博士后周天贶（清华大学水木学者）为论文第一作者。

课题组摒弃传统电子深度计算范式，另辟蹊径，首创分布式广度光计算架构，研制大规模干涉-衍射异构集成芯片太极（Taichi），实现160 TOPS/W的通用智能计算。

智能光计算要解决的是人工智能领域的算力与功耗难题。作为近年来新兴的计算模态，智能光计算具备高速、低功耗等特性，在后摩尔时代展现出有望超越硅基电子计算的潜力。

然而，其计算任务往往局限于简单的字符分类、图像处理等，痛点是光的计算优势被困在了不适合的电架构中，计算规模受限，无法支撑复杂大模型智能计算。

针对大规模光电智能计算难题，方璐带领课题组构建智能光计算的通用传播模型，摒弃传统电子深度计算范式，另辟蹊径，首创分布式广度光计算架构，研发了全球首款大规模干涉-衍射异构集成芯片Taichi（“太极”），实现了160 TOPS/W的通用智能计算，相关工作发表于国际期刊Science《科学》。

论文第一作者、清华大学电子系博士生徐智昊介绍，与国际上高性能人工智能芯片相比，“太极”芯片的系统整体能量效率提升了3个数量级，可将复杂智能任务拆分为多通道高并行的子任务，赋能光计算实现自然场景千类对象识别、跨模态内容生成等人工智能复杂任务。

方璐却将这次科研历程比拟为一场浪漫的“双向奔赴”：从算法架构上自顶向下探索，在硬件芯片设计上自底向上推演。

灵感源于光子，受周易启发

为高性能计算探索新灵感、新架构、新路径

“光的物理特性启发了智能光计算新思想，让我们创造出不同于电子深度计算的分布式广度光计算新架构。虽然灵感源于光子，但这一架构同样可为广泛成熟的电子计算平台注入新活力。”方璐说。

同时，此次建立的干涉-衍射联合传播模型，受到周易典籍“易有太极，是生两仪”的启发，融合衍射光计算大规模并行优势与干涉光计算灵活重构特性，将衍射编解码与干涉特征计算进行部分/整体重构复用，以时序复用突破通量瓶颈，自底向上支撑分布式广度光计算架构，为片上大规模通用智能光计算探索了新路径。

而之所以将光芯片命名为“太极”，方璐表示，也是希望可以在如今大模型通用人工智能蓬勃发展的时代，以光子之道，为大模型训练推理、自主智能无人系统、通用人工智能等提供算力支撑，为高性能计算探索新灵感、新架构、新路径。

文字来源：清华大学电子工程系、百度百科、新华网、观察者网等

文中图片：观察者网

编      辑：谷神君

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