近日，國際權威學術期刊《自然》在線刊載了一項來自中國科研團隊的突破性成果——清華大學電子工程系方璐教授團隊成功研制出全球首款亞埃米級快照光譜成像芯片“玉衡”。這一創新成果標志著我國在智能光子技術領域實現重大跨越，尤其在天文觀測與高精度成像測量方面開辟了全新路徑。
“玉衡”芯片的突破性在于攻克了光譜成像系統長期面臨的分辨率、效率與集成度三重技術瓶頸。研究團隊通過創新設計，使芯片在保持微型化特征的同時，顯著提升了成像精度與數據處理速度。實驗數據顯示，該技術可大幅提升天文觀測效率，尤其在光譜巡天任務中展現出獨特優勢。目前，團隊正基于原理樣片推進工程化樣機研發，并計劃將其搭載于西班牙加那利大型望遠鏡（GTC）進行實地測試。
作為全球最大單口徑光學紅外望遠鏡之一，GTC主鏡由36塊六邊形鏡片單元拼接而成，集光面積達10.4米口徑。其配備的光學多目標成像和光譜儀（OSIRIS）、中紅外相機和光譜儀（CanariCam）等先進設備，可在光學至近紅外波段實現多模式觀測。天文物理學家指出，通過“玉衡”芯片與GTC的協同工作，未來有望捕捉到星系中心超大質量黑洞的動態物理過程，以及恒星與行星形成的早期跡象，為暗物質研究等基礎物理課題提供關鍵數據支撐。
該芯片的微型化設計使其具備衛星搭載潛力，可應用于構建宇宙光譜圖譜系統。研究團隊在前期論文中已驗證其技術可行性，通過分布式光計算架構與干涉-衍射聯合模型，實現了光譜數據的高效采集與處理。這種技術路徑不僅突破了傳統光譜成像設備的體積限制，更為空間探測任務提供了輕量化解決方案。
方璐教授作為人工智能與計算光學交叉領域的領軍人物，此前已憑借分布式廣度光計算架構等創新成果獲得2024年“科學探索獎”及何梁何利基金科學與技術創新獎。其團隊研發的國際首款大規模通用智能光計算芯片“太極-I”與訓練芯片“太極-II”，已在算力優化領域引發廣泛關注。此次“玉衡”芯片的誕生，進一步鞏固了我國在該領域的國際領先地位。
清華大學在智能光子技術領域的布局已形成完整生態。以2024年成立的光子芯力公司為代表，多家孵化企業正聚焦新型光電智能計算加速芯片研發。通過全波計算框架與可重構計算技術，這些創新產品有效解決了傳統芯片的算力瓶頸與能耗問題，為人工智能、遙感監測等領域提供了低成本、高集成的硬件支持。
