太空算力的竞争已经进入白热化阶段，光计算凭借其独特的物理特性，为天基计算开辟了一条绕过传统电子芯片诸多工程瓶颈的新道路。本文基于光本位科技与东方天算联合研制的全球首颗天基光计算卫星项目，系统梳理了光计算从地面到太空的技术原理、工程挑战与未来前景，帮助你理解这一前沿领域的关键突破。

克雷西 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

一、太空算力竞赛：为什么光计算绕开了传统芯片的三道坎

马斯克判断，到2032年，太阳能驱动的太空AI卫星，将成为全球成本最优的算力方案。英伟达CEO黄仁勋今年三月的判断也为这场竞赛定了性——任何生成数据的地方，都必须有智能存在。但太空计算面临的工程挑战，比地面残酷得多：没有空气对流导致散热难，宇宙高能粒子随时让芯片出错，能源供给极度受限。

在上海，专注AI光计算系统的公司 光本位科技 另辟蹊径，用光计算直接绕开了这些难题。他们与东方天算联合启动了 全球首颗天基光计算卫星/全球首个天基光计算载荷 研制，首次将光计算带入太空工程化应用场景。

国内外计算卫星（由AI辅助生成）

另一边的马斯克也被曝出新动向——其手下的SpaceX公司正在考虑收购光模块公司Mesh。Mesh主营规模化量产光收发器，用于提高AI数据中心的通信效率。而光本位和东方天算的计划更进一步，直接瞄准了计算本身。

光计算天然适合太空的三大特性

传统电子芯片依赖电荷存储与硅基晶体管工作，在太空中面临三道坎：

• 辐射：高能粒子引发单粒子翻转、单粒子闩锁，导致出错或失效。
• 散热：真空环境无空气对流，芯片发热后极易降频。
• 功耗：卫星供电有限，高算力芯片能耗大，推高发射成本。

光计算芯片以光子作为载体，光子本身不带电荷，天然免于高能粒子冲击的直接干扰，无需特殊辐射防护。光在波导中传播完成计算，几乎不产生热量，静态功耗理论上趋近于零。这三项特性——抗辐射、低发热、低功耗——帮助太空计算直接跨越初期阶段技术障碍。

同一重量下，光计算能跑出更高算力

把地面数据中心搬上天，核心约束是载荷重量和体积。传统服务器需携带算力芯片、存储、CPU、散热系统、抗辐照屏蔽层，每一部件都占空间。英伟达的应对思路是将CPU与GPU整合成极小的模组，但光计算能走得更远——由于低发热、低功耗，配套散热结构和能源系统可以做得更轻更小。在相同能源供给和散热条件下，光计算实现的算力总量高于电计算。

光计算在太空场景的三大优势（由AI辅助生成）

光本位科技研究院副院长蒲华楠指出，电计算芯片依赖微缩制程，但量子隧穿效应是物理极限。光计算不依赖极紫外光刻机，现有45纳米以上乃至亚微米级制程就能满足制备需求，算力提升靠扩大规模和利用波长、偏振等多重复用维度，发热和功耗保持平稳，成本可控。