微软使用 Micro LED 构建模拟光计算机

9 月 3 日，英国微软剑桥研究院宣布，其团队成功利用 Micro LED 光源、光学透镜和智能手机摄像头传感器构建了一款新型模拟光学计算机（AOC）。该研究成果发表在最新一期的《自然》杂志上，预计将推动金融结算、医学成像和人工智能领域的突破。

与依赖二进制逻辑的常规数字计算机不同，AOC 通过光学物理过程进行计算，有助于绕过数字计算的一些瓶颈。研究人员设想，对于某些问题，AOC 在速度和能效方面可以实现高达百倍的提升，同时可在室温下运行，功耗低。

AOC 已经在两个关键领域展示了潜力。在金融领域，微软与巴克莱银行合作，优化证券清算和结算。在一次涉及 28000 笔交易和 1800 名参与者的测试中，AOC 在问题解决方面表现出高效率和准确性。

在医疗领域，微软研究人员将“数字孪生”技术应用于重建核磁共振扫描图像，达到了较高的精度，理论上可以将扫描时间从30分钟缩短至5分钟，从而显著提高医疗资源的利用效率。

团队强调，模拟光学计算机（AOC）并非通用计算机，而是一种针对优化问题和特定人工智能任务的专用架构，它利用通过传感器的光子强度变化来执行加法和乘法运算。

目前，AOC 已将其模型参数从 64 扩展到 256，通过集成更多的微型 LED，其潜力可达到数百万甚至数十亿。这种扩展将使设备能够执行更复杂的计算，同时进一步小型化。

对于人工智能应用，微软研究人员描述了 AOC 可以运行简单的机器学习工作负载，并在“状态跟踪”等高能耗推理任务中表现出色。据估计，与目前的 GPU 相比，AOC 的能效可提高约 100 倍。

展望未来，该团队计划每两年发布一代新的光子计算机，逐步扩大其规模和能力。微软认为这项技术将在金融交易优化、加速医学成像和人工智能计算中发挥关键作用。

值得一提的是，微软在其最新研究项目中一直在探索 Micro LED 技术。此前，其研究团队开发了基于 Micro LED 的光互连系统 MOSAIC。通过采用数百个低速并行 Micro LED 通道，MOSAIC 实现了一种超低功耗、长距离、高可靠性和可扩展的“宽而慢”（WaS）通信架构。