“玉衡”芯片為何如此重要開(kāi)啟天文觀測(cè)新視野

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2025-10-17 00:00:03 第一財(cái)經(jīng)

10月16日，清華大學(xué)電子工程系方璐團(tuán)隊(duì)研制的全球首款亞埃米級(jí)快照光譜成像芯片“玉衡”的相關(guān)成果在線發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》，標(biāo)志著我國(guó)智能光子技術(shù)在高精度成像測(cè)量領(lǐng)域取得重大突破。

清華大學(xué)是加那利大型望遠(yuǎn)鏡的合作伙伴之一。目前，方璐課題組正基于原理樣片加速工程化樣機(jī)與系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化，“玉衡”將在10.4米口徑加那利大型望遠(yuǎn)鏡（GTC）上進(jìn)行測(cè)試應(yīng)用，有望為暗物質(zhì)、黑洞等基礎(chǔ)物理前沿研究提供新視野。

“玉衡”攻克了光譜成像系統(tǒng)分辨率、效率與集成度難題，可廣泛應(yīng)用于機(jī)器智能、機(jī)載遙感、天文觀測(cè)等領(lǐng)域。此前，課題組在論文中進(jìn)行了詳細(xì)的光譜巡天實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，能大幅度提升天文觀測(cè)效率的能力。憑借微型化設(shè)計(jì)，這款芯片還可搭載于衛(wèi)星，用于繪制宇宙光譜圖景。

加那利大型望遠(yuǎn)鏡位于西班牙，是當(dāng)前世界上最大的單口徑光學(xué)紅外望遠(yuǎn)鏡之一，主鏡由36個(gè)六邊形的鏡片單元共同構(gòu)成，巨大的集光面積使其能夠觀測(cè)到極其暗弱的天體，這對(duì)于研究遙遠(yuǎn)的星系、系外行星等至關(guān)重要。這臺(tái)設(shè)備還配備了一系列前沿的科學(xué)儀器，能在不同波段和模式下進(jìn)行觀測(cè)，包括光學(xué)多目標(biāo)成像和光譜儀、中紅外相機(jī)和光譜儀以及近紅外多目標(biāo)光譜儀。通過(guò)這些強(qiáng)大的科學(xué)儀器，可以觀測(cè)遙遠(yuǎn)天體的性質(zhì)，例如探測(cè)星系中心超大質(zhì)量黑洞周?chē)奈锢磉^(guò)程，以及恒星和行星的誕生過(guò)程，未來(lái)將為研究這些宇宙神秘組成提供線索。

方璐此前已經(jīng)獲得多項(xiàng)重大獎(jiǎng)項(xiàng)，包括2024年“科學(xué)探索獎(jiǎng)”以及何梁何利基金2024年度科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。她致力于人工智能與計(jì)算光學(xué)交叉研究，首創(chuàng)了分布式廣度光計(jì)算架構(gòu)，建立了干涉-衍射聯(lián)合傳播模型，還曾研制出國(guó)際首款大規(guī)模通用智能光計(jì)算芯片“太極-I”以及訓(xùn)練芯片“太極-II”。

近年來(lái)，清華大學(xué)在人工智能與計(jì)算光學(xué)交叉領(lǐng)域研究成果頻現(xiàn)，已孵化了多家芯片公司，例如光子芯力，該公司成立于2024年，主營(yíng)產(chǎn)品為新型光電智能計(jì)算加速芯片，旨在解決當(dāng)前算力、能耗和延遲的問(wèn)題，通過(guò)全波計(jì)算框架，可實(shí)現(xiàn)高集成度、低成本的可重構(gòu)計(jì)算。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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