物理与智能交响曲

发布者:少年班学院 发布时间:2026-03-09


202634日周三下午,少年班学院在东区水上报告厅举办本学期首场少年班论坛系列活动。本期论坛邀请到国家杰出青年科学基金获得者、清华大学电子工程系教授、信息认知与智能系统研究所所长、美国光学学会会年士方璐教授,给大家带来题为“物理与智能交响曲”的精彩讲座。

讲座围绕两大前沿技术展开:集成铌酸锂薄膜光谱成像芯片(RAFAEL,玉衡)和干涉衍射混合驱动的光子计算芯片(TAICHI,太极)。方教授将报告分为两个部分——对光的记录和用光的特性提升计算能力。

第一部分以“什么是‘完美成像’”开篇。她引用《科学》杂志提出的125个前沿科学问题之一:“我们能制造出完美透镜吗?”指出传统光学系统在时间、空间与光谱分辨率上难以兼得。为此,她与团队提出“Meta Imaging(元成像)”新范式,将传统“所见即所得”的成像方式,转变为 “重构感算”一体化的计算成像路径。通过铌酸锂薄膜芯片调控入射光场,并在CMOS传感器上获取调制后的信息,结合大量参数重建原始光场在不同频率下的强度分布,实现超越物理极限的高维成像。

面对庞大计算量,方教授团队引入AI for Physics理念,利用大量图像数据训练神经网络,大幅提升重建效率。她展示了团队研发的RAFAEL(玉衡)芯片,在光透过率、光谱分辨率与成像效率等关键指标上,已超越国内外顶尖天文望远镜,展现出在深空探测领域的巨大潜力。目前,该芯片正陆续送往全球多个天文台进行实测,向着“巡天梦想”迈进。

第二部分由AI for Physics引出Physics for AI。方教授指出,当前AI对算力的需求激增,依赖“万卡集群”与巨大电力支撑,根源在于电子计算的物理瓶颈。相较之下,光子具有高速、低耗、无源等特性,天然适配AI神经网络中的大规模并行计算。她介绍了团队提出的干涉衍射混合驱动架构——TAICHI(太极)芯片,将干涉效应的可重构性与衍射效应的多光束并行能力结合,形成“阴阳相生”的计算范式,显著提升能效比与运算速度。

讲座最后,方教授展望了Physical AI的未来:利用光场感知实现“看见不可见”,借助光子计算突破电子瓶颈完成“算达极限”。她引用物理大师Richard Feynman和深度学习之父Geoffrey Hinton的观点,强调物理与AI将如交响乐般协奏共鸣,共同拓展人类认知边界。

讲座尾声,方教授引用王安石《游褒禅山记》中的名句勉励学子:“世之奇伟、瑰怪,非常之观,常在于险远,而人之所罕至焉,故非有志者不能至也。”她鼓励同学们勇于探索科学“险远”,敢为人先,奔赴未知。

整场讲座气氛热烈,同学们踊跃提问,方教授耐心解答,现场交流持续至尾声。讲座结束后,校党委常委、副校长吴枫向方教授赠送少年班学院特色纪念品,并合影留念。

本期少年班论坛在热烈的掌声中圆满落幕。


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