英国ロンドン時間の4月9日、世界最高峰の学術誌『Nature』に曦智科技（Lightelligence）の光電融合のコンピューティング・アーキテクチャに関する論文「超低遅延大規模集積光子加速器（超低遅延の統合型大規模フォトニックアクセラレーター）」（An integrated large-scale photonic accelerator with ultralow latency）が掲載された。これは、2017年に同社創業者の沈亦晨博士が『Nature Photonics』誌の表紙に「由納米光学回路実現的深度学習（ナノ光回路による深層学習）」(Deep learning with coherent nanophotonic circuits)を掲載されて以来8年ぶりで、2025年3月の光電ハイブリッド計算カード「曦智天枢（てんすう）」の発表に続く重要な成果だ。
『Nature』誌に掲載された光電ハイブリッド計算カード成果
今回の掲載は、「曦智科技（Lightelligence）」が高度に集積されたフォトニック・コンピューティングプロセッサPACE（Photonic Arithmetic Computing Engine）の開発に成功したことに対する業界からの再評価だ。沈亦晨博士は次のように述べた。「PACEは2021年に発表した製品だ。我々が『Nature』のようなトップジャーナルでその製品詳細を公開したのは、技術ロードマップを公開し、より多くの人々がこの業界に参加し、光電ハイブリッド生態系の産業化を加速させるためだ。」
近年、シリコンフォトニクス、ナノ光学、材料科学などの分野の発展に伴い、光計算の注目度は世界的に高まっているが、大多数の研究成果はまだ実験室段階にある。今回「曦智科技（Lightelligence）」の製品化成果が『Nature』に採用された主な理由は、商業用の生産ラインで製造された大規模光電集積計算カードを展示し、全ての実測データを提供することで、ンピューティングの遅延における顕著な優位性を実証した点にある。
『Nature』の査読者は「曦智科技（Lightelligence）」チームの光コンピューティングのエンジニアリング化への取り組みを以下のように高く評価した。「光学計算分野では、通常小規模なデモンストレーションを通じて大規模なシステム性能を楽観的に推定するが、本論文のデータは全てPACE計算システム全体の実測性能に基づいたものだ。著者らは工学的に超大规模フォトニックマトリックス計算システムを実現し、まさに偉業と言える。
PACEは、光学ベクトルマトリックス乗算を実行する際の極めて低遅延という基本原理に基づき、マトリックス乗算の反復と制御されたノイズで構成される緊密なループを巧みに利用することで、イジング問題（Ising）や最大/最小カット問題（Max-cut/Min-cut）といった組合せ最適化問題に対する高品質なソリューションを生成する。
PACE光電融合システム
論文では「曦智科技（Lightelligence）」が初めて光電融合計算の具体的なアーキテクチャを公開した。長年の製品化プロセスにおいて、同社の研究開発チームは、非コヒーレント光のアーキテクチャに基づくフォトニックマトリックスが、精度制御、マトリックス調整の柔軟性、ノイズ耐性の面で優れており、商業化に適していることを発見した。「曦智科技（Lightelligence）」最高運営責任者（COO）の王泷氏は次のように表示した。「PACEは曦智科技の3大コア技術の一つで、光マトリックス計算（oMAC）を代表する成果だ。PACE登場後、我々は光電融合システムの柔軟性向上と光電チップの効率的な協調に継続的に注力し、より広範な応用シナリオを開拓してきた」
PACEシステムアーキテクチャ図
2017年、沈亦晨博士が『Nature Photonics』誌の表紙に「由納米光学回路実現的深度学習（ナノ光回路による深層学習）」(Deep learning with coherent nanophotonic circuits)を発表した。コヒーレントなナノフォトニック回路に基づく深層学習(Deep Learning)の計算手法を初提唱し、集積フォトニクス分野の画期的進展と評価される。同年、「曦智科技（Lightelligence）」を創業し、光計算の製品化・商業化に着手した。
2019年、初のフォトニック計算プロトタイプボードを発表し、Google TensorFlowの畳み込みニューラルネットワーク（CNN）モデルを用いたMNISTデータセット処理に成功し、光学計算の実現可能性を検証した。それ以来、「曦智科技（Lightelligence）」はマトリックスの規模を拡大し、フォトニックチップの統合を改善し、電子チップの設計、パッケージング、ソフトウェア、システムのエンジニアリング能力を徐々に向上させるための探求を続けている。
2021年、PACEの発表は光電融合計算が概念検証から製品化へ飛躍したことを示した。2025年3月に発表された「曦智天枢（てんすう）」計算カードは、フォトニックマトリックスの規模を従来の4倍となる128×128に拡大しただけでなく、以下のような工学的課題を解決した。例えば、光電融合チップへの3D TSV先進パッケージング技術の初適用、光源の小型化・基板内蔵化により、標準フルサイズPCIeカードとして既存サーバーハードウェアへの直接挿入を可能になったことだ。さらに、「曦智天枢（てんすう）」が複雑な商用モデルへの初適用を実現し、特定のアルゴリズムにおいて商用GPUを上回る低遅延性能を実証したことで、光電融合・コンピューティングの商業化が目前に迫っていることを示していた。
曦智科技共同創業者兼CTO 孟怀宇博士は「我々は、光電融合技術が近い将来の主流コンピューティングパラダイムとなると確信しており、常に製品化と商業化を企業目標としてきた。より多くのユーザー、研究者、開発者、パートナーが光電融合コンピューティングのエコシステムに参加し、新たな応用シーンを共に開拓し、市場化プロセスを加速することを期待している。曦智科技は今後も最新の研究成果を産業界・学界と共有し続ける」と示した。
曦智科技（Lightelligence）について
2017年設立の曦智科技（Lightelligence）は、光電融合コンピューティングのグローバルリーダーだ。「光でコンピューティングの限界を突破する」をビジョンに、集積フォトニクス分野の先駆的技術と世界トップクラスの半導体R&Dチームを擁している。コンピューティング需要が爆発的に増大する現代において、光電融合という新たなパラダイムを通じて、よりスマートで持続可能な世界の構築に貢献するコンピューティングソリューションを提供している。
詳細は公式ウェブサイト（https://www.xztech.ai）をご覧ください。