快科技4月13日消息，作为人工智能的三驾马车之一，算力是训练AI模型、推理任务的关键。 清华大学科研团队的新成果发布在了4月12日凌晨的最新一期《科学》上，首创分布式广度智能光计算架构，研制出全球首款大规模干涉衍射异构集成芯片“太极（Taichi）”，实现了160 TOPS/W的通用智能计算。 据介绍，“太极”光芯片架构开发的过程中，灵感来自典籍《周易》，团队成员以“易有太极，是生两仪”为启发，建立了全新的计算模型，实现了光计算强悍性能的释放。 光计算，顾名思义是将计算载体从电变为光，利用光在芯片中的传播进行计算，以其超高的并行度和速度，被认为是未来颠覆性计算架构的最有力竞争方案之一。 光芯片具备高速高并行计算优势，被寄予希望用来支撑大模型等先进人工智能应用。 据论文第一作者、电子系博土生徐智吴介绍，在“太极”架构中，自顶向下的编码拆分-解码重构机制，将复杂智能任务化繁为简，拆分为多通道高并行的子任务，构建的分布式'大感受野’浅层光网络对子任务分而治之，突破物理模拟器件多层深度级联的固有计算误差。 论文报道：“太极”光芯片具备879T MACS/mm的面积效率与160 TOPS/N的能量效率。首次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。 “太极”光芯片有望为大模型训练推理、通用人工智能、自主智能无人系统提供算力支撑。 查看详细>>

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太赫兹频率电磁波为通信、扫描和成像技术的进步带来了巨大的希望。然而，利用它们的潜力却障碍重重。东北大学的一个研究小组取得了突破性进展，专门针对太赫兹频谱创建了一种新型可调滤波器。他们的研究成果发表在《光学快报》（Optics Letters）杂志上。 太赫兹波占据了电磁波谱中介于微波和红外线频率之间的一个区域。太赫兹波比无线电波频率高（波长短），但比可见光频率低。日益拥挤的无线电波频谱承载着WiFi、蓝牙和当前移动电话（手机）通信系统传输的大量数据。 电磁频谱低频部分的信号拥塞是探索太赫兹区域的一个诱因。另一个因素是支持超高数据传输速率的能力。不过，将太赫兹信号用于常规应用的一个关键挑战是，必须能够在特定频率上调整和过滤信号。需要进行过滤，以避免所需频段以外的信号干扰。 太赫兹滤波技术的突破 东北研究小组的Yoshiaki Kanamori说："我们构建并演示了太赫兹波频率可调滤波器，与传统系统相比，它实现了更高的传输速率和更好的信号质量，揭示了太赫兹无线通信的潜力。这项工作还可以在太赫兹频段之外得到更广泛的应用。” 新型太赫兹滤波器基于一种名为法布里-珀罗干涉仪的装置，与所有干涉仪一样，它依赖于不同电磁辐射波在镜面间反弹时相互影响而产生的干涉图案。研究人员使用结构精细的光栅作为镜面之间的材料，其间隙小于相互作用波的波长。光栅的可变拉伸允许对其折射率进行必要的精细控制，以调整干涉仪的滤波效果。这样就只能传输所需的频率。使用不同的光栅可以控制不同的选定频率范围。 扩展应用和优势 研究小组已经展示了他们的系统在适用于下一代（6G）移动电话信号的频率方面的应用。 Kanamori说：“除了将我们的方法应用于通信系统外，我们还设想将其应用于医疗和工业领域的扫描和成像技术。” 太赫兹波在扫描和成像中的一个优势是，它可以轻易穿透阻挡光线通过的材料，包括生物组织。除医疗应用外，这也为材料分析、安全系统和制造过程中的质量控制提供了机会。 Kanamori总结说："总之，我们的工作提供了一种简单而经济有效的方法来过滤和主动控制太赫兹波，这将推动太赫兹波在许多应用领域的发展。” 查看详细>>

分子半导体材料具有超长的室温自旋寿命，在实现室温高效自旋输运和调控方面具有很大潜力，其结构多样性、可设计性以及丰富的光电特性为分子自旋电子学的发展提供了广阔空间。分子半导体材料化学结构与自旋输运性质之间的构效关系研究是开发高效自旋输运分子半导体材料以及构建高效自旋器件的重要基础，而电子顺磁共振技术在分子材料自旋寿命探测中的应用为该研究方向的发展提供了有效的测量手段。 近日，中国科学院国家纳米科学中心孙向南课题组利用电子顺磁共振技术，在同分结构异构体的分子构象与材料自旋寿命的构效关系研究方面取得进展。相关成果以Structural isomeric effect on spin transport in molecular semiconductors为题，在线发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。 分子半导体通常由原子序数较低的轻元素组成，因此具有较弱的自旋轨道耦合强度和较长的自旋寿命。元素组成主导的自旋轨道耦合效应通常被认为是导致自旋在分子半导体中弛豫的主要因素，进而影响材料自旋寿命和自旋扩散长度。同分异构是有机半导体材料的典型现象，由于同分异构体的元素组成完全相同，通常认为同分异构体之间的自旋寿命和输运性能理应差异不大。ITIC和BDTIC是分子电子学研究中商业化的互为结构异构体的小分子半导体材料，具有确定的化学结构和较高纯度。基于对ITIC和BDTIC同分异构体的自旋输运性能的研究，该团队通过实验证明，尽管ITIC及其结构异构体BDTIC这两种薄膜的电荷输运和分子堆积性质非常相似，但其自旋输运性能完全不同。通过进一步的电子顺磁共振实验和密度泛函理论计算，研究发现在BDTIC中形成的非共价构象锁可以增加自旋输运路径上的自旋轨道耦合作用，从而降低自旋寿命。 该研究表明开发高效的自旋输运分子半导体材料应考虑结构异构效应的影响，这为解决未来薄膜中构象锁定量测量的挑战提供了理论基础。此外，该方法有望被拓展到更广阔的分子科学应用研究领域。 分子半导体材料中结构异构效应对自旋寿命和自旋扩散长度的影响 查看详细>>