Jak se hlad AI po energii stává krizí, NTT Research vsází na světlo

Personální změna ve vedení laboratoře Physics & Informatics (PHI) v NTT Research oznámená dne 15. dubna 2026 přichází v kritickém okamžiku – kdy je případ pro fotonicové výpočty naléhavější než kdykoli předtím.

NTT Research – výzkumná divize japonského telekomunikačního giganta NTT se sídlem v Silicon Valley – oznámila, že Dr. Tetsuomi Sogawa se stane novým ředitelem laboratoře Physics & Informatics (PHI) s účinností od 1. května, a nahradí tak zakládajícího ředitele Dr. Yoshihisu Yamamota, který odchází do důchodu po vybudování laboratoře v Sunnyvale v Kalifornii, jedné z nejuznávanějších výzkumných center pro fotonicové výpočty na světě.

Oznámení bylo učiněno na konferenci Upgrade 2026, ročníku výzkumu a inovačního summitu NTT, který se koná ve dnech 15. a 16. dubna v Silicon Valley.

“Výzkum laboratoře PHI, který získal dobré tempo za posledních sedm let, bude z hlediska makroperspektivy pokračovat stejným směrem. S velmi silným výzkumem Dr. Sogawy doufám, že výzkum laboratoře PHI bude urychlen pod novým vedením,” řekl prezident a generální ředitel NTT Research Kazu Gomi na úvodní tiskové konferenci Upgrade 2026.

Tato jmenování přicházejí v době, kdy se průmysl AI potýká s hlubokou energetickou krizí. Mezinárodní agentura pro energii nyní předpovídá, že celosvětová spotřeba elektřiny datovými centry přesáhne 1 000 TWh do konce roku 2026 – množství odpovídající celkové roční spotřebě elektřiny Japonska.

“Cílem laboratoře PHI je použít fyziku k – v laických termínech – nahrazení digitální výpočetní platformy, o které všichni víme, novými typy fyzikálních výpočetních platforem. Jednou z nejjednodušších věcí, které si můžete představit, jsou optické fyzikální kvantové počítače,” dodal Gomi.

Datová centra ve Spojených státech alone spotřebovala 183 terawatt-hodin elektřiny v roce 2024, což představuje více než 4 % celkové spotřeby elektřiny v zemi – zhruba ekvivalentní roční poptávce po elektřině celé Pákistánu – a tato čísla se očekává, že porostou o 133 % do roku 2030.

Do této krize vstupuje Sogawa, vědec, který strávil více než tři desetiletí v základním výzkumném oddělení NTT, kde pomáhal vyvíjet ty samé optické technologie, o kterých NTT věří, že mohou sloužit jako strukturální alternativa k energeticky náročnému křemíkovému výpočtu.

Jeho mandát, podle Gomiho, je přinést “optické kvantové inovace z laboratoře do reality.”

Konec zakládající éry

Yamamoto není žádný obyčejný odcházející ředitel; byl průkopníkem výzkumu koherentní optické komunikace a optického zesilovače v pozdních sedmdesátých a časných osmdesátých letech a později se stal průkopníkem Coherent Ising Machine (CIM) – speciálního optického počítače navrženého pro řešení zvláště složitých kombinatorických optimalizačních problémů. Jeho kariéra prakticky sleduje historii moderní fotoniky a laboratoř, kterou vybudoval, odráží tuto hloubku.

Mimo to patří mezi ocenění odcházejícího ředitele Charles Hard Townes Medal, IEEE PS Quantum Electronics Award, Okawa Prize a Medal of Honor with Purple Ribbon od japonské vlády.

Od roku 2019 laboratoř PHI vydala přes 150 článků, pět z nich vyšlo v Nature, jeden v Science a dvacet v Nature sister journals – pozoruhodný publikační rekord pro jakoukoli výzkumnou instituci, natož pro korporátní.

Přechod na Sogawu není jen personální změnou – je to štafeta mezi generacemi, se štafetou, která představuje vizi výpočtu poháněného světlem místo elektronů.

Energetická bariéra

Chcete-li pochopit, proč je toto jmenování důležité nejen pro výzkumnou komunitu, je třeba se podívat na to, co infrastruktura AI založená na křemíku udělala s globálními energetickými sítěmi za pouhých několik let.

Koncem roku 2025 datová centra AI spotřebovávala přibližně 29,6 gigawattů energie celosvětově – množství odpovídající špičkové poptávce po elektřině ve státě New York. Zpráva Stanford University AI Index 2026 uvádí, že globální kapacita výpočtu AI vzrostla přibližně 3,3násobně ročně, tempo, které tlačí vlády a technologické společnosti, aby hledaly nové zdroje energie.

Jak uvádí Tech Insider, Microsoft podepsal závazek na 2 GW jaderné energie; Amazon zajišťuje velkoobchodní solární energii v Texasu; a přesto, operátoři sítě ve Virginii – domov největšího trhu datových center na světě – vydali formální varování ohledně kapacity do roku 2028, a Severní Virginie prakticky zastavila nové povolení pro datová centra.

Podkladový hardware je základním problémem: mezi lety 2021 a 2024 se průměrná hustota energie regálů datových center více než zdvojnásobila. A od roku 2025 komerční nasazení urychlovačů AI, jako je NVIDIA GB200 Superchip, pohání hustotu regálů za 50 kW a v některých případech přes 100 kW – činí tradiční vzduchové chlazení zastaralým a vyžaduje přechod na energeticky náročné systémy kapalného chlazení.

Celkově tradiční výpočet založený na CMOS dosahuje svých měřítek a zápasí o to, aby uspokojil tyto enormní požadavky udržitelným způsobem, což zdůrazňuje potřebu alternativního hardwaru. Fotonicové výpočty se však objevily jako slibná alternativa díky svým energeticky efektivním výpočetním schopnostem v optické doméně, podle výzkumníků z Nature.

Otázkou je, zda může fotonika přejít z příslibu k nasazené infrastruktuře dostatečně rychle, aby to mělo význam.

Co laboratoř PHI vlastně dělá

Práce laboratoře PHI se nachází na rozhraní kvantové informační vědy, neurovědy a fotoniky – neobvyklé kombinace, která odráží přesvědčení, že další paradigmata výpočtu不会 vypadat jako žádná současná.

Dvě hlavní nitě výzkumu jsou zvláště centrální pro identitu laboratoře a její komerční relevanci: CIM a tenká vrstva lithia niobátu (TFLN).

Na rozdíl od řešení problémů jeden po druhém, jako současné počítače, CIM používá síť optických parametrických oscilátorů pro řešení všeho najednou, což ho činí vhodným pro výpočty s velkým počtem proměnných – typ, který je základem objevu léků, optimalizace logistiky a finančního modelování.

Výzkum ukázal, že experimentální CIM dosáhl benchmarkového cíle složitých optimalizačních problémů za pouhých 70 mikrosekund, zatímco špičkový CPU potřeboval 2,1 milisekundy, aby dosáhl stejného cíle – zhruba 30násobná výhoda rychlosti, bez zlomek spotřeby energie.

Na druhé straně neLineární charakteristiky TFLN otevírají nové možnosti, protože omezení křemíkových čipů se stávají více zjevnými: zatímco dříve CIM fyzicky zabíral laboratorní stoly, čipy TFLN umožňují, aby se optické struktury celého stroje nacházely na jednom fotonickém procesoru.

V prosinci 2025 laboratoř PHI publikovala výsledky, které demonstrovaly fotonický procesor postavený na základě lithiového niobátového vlnovodu, který poskytl asi 10 000 programovatelných prostorových stupňů volnosti a může provádět všechny optické inference neuronové sítě v jednom průchodu.

“Zařízení je prvním svého druhu, které nám umožňuje prakticky malovat jakoukoli optickou obvodovou desku a poté ji nakreslit v mrknutí oka,” uvedl Martin Stein, postdoktorand v NTT Research.

Zvlášť, výzkumníci z MIT a laboratoře PHI publikovali práci na Netcast a opticky poháněné architektuře hlubokých neuronových sítí, kde celková spotřeba energie na straně klienta může poklesnout o tři řády velikosti pod to, co je možné u stávajících digitálních polovodičů.

Nositel pochodeň

Sogawa vstoupil do NTT Basic Research Laboratories v roce 1991, kde pracoval na polovodičových kvantových nanostrukturách, a postupně se vypracoval – byl jmenován ředitelem NTT-BRL v roce 2013, poté ředitelem skupiny laboratoří NTT Science and Core Technology v roce 2018, téže divize, kde byly vyvinuty многие ze základních technologií IOWN.

IOWN – Inovativní optická a bezdrátová síťová iniciativa NTT – je dlouhodobou sázku společnosti, že budoucí komunikační infrastruktura bude optická, ne elektronická. NTT říká, že jeho fotonická platforma IOWN může snížit spotřebu energie telekomunikačních sítí na jednu setinu současné úrovně, zatímco zvýší kapacitu dat a sníží latenci.

Nyní NTT spolupracuje s výrobci čipů, jako je Broadcom, a dalšími, aby komerčně využili druhou generaci fotonických-elektronických konvergenčních přepínačů v roce 2026, s plánem, který se táhne až k optickým mezilehlým linkám od roku 2028 a intračipovým spojením od roku 2032.

Sogawa sehrál klíčovou roli při tom, aby tento plán byl technicky důvěryhodný, zejména díky práci na ultra-nízkopříkonových optických tranzistorech pomocí fotonických krystalů. Slouží také jako programový ředitel japonského třetího Cross-ministerial Strategic Innovation Promotion Program (SIP3), kde má mandát explicitně přeložit akademický výzkum do nasazené inovace – přesně tu mezeru, kterou laboratoř PHI nyní musí uzavřít.

“Moje kariéra byla postavena na základním přesvědčení, že skutečně dopadající technická inovace začíná nápadem – teorií, která může být fundamentálně testována, vylepšena a znovu testována v čase,” řekl Sogawa v oznámení. Označil laboratoř PHI za “manifestaci tohoto přesvědčení” a pochválil Yamamota za pečlivé sestavení a podporu týmu.

Japonská větší hra

Jmenování Sogawy se také zapadá do širší geopolitické obrazovky. Japonsko prosazuje strategii kvantového výpočtu při pokojové teplotě založenou na světle místo elektřiny – prezentuje ji jako jednodušší, energeticky efektivnější cestu, zatímco USA a Čína budují stále složitější hardware závislý na hluboké kryogenní chladicí a exotických materiálech.

NTT, pracující s kvantovým vývojářem OptQC, позиционирует fotonicové kvantové technologie jako cestu k komerčně životaschopným kvantovým platformám, které mohou škálovat bez těžké infrastruktury stávajících systémů.

Shoda mezi jmenováním Sogawy, komerčními plány IOWN a japonským národním inovačním programem není náhodná; NTT se позиционирует jako globální standard-bearer pro přechod výpočtu, o kterém věří, že je nevyhnutelný – a laboratoř PHI je jeho nejviditelnější výzkumnou frontou v tomto úsilí.

Co dál?

Okamžitým úkolem Sogawy je prohloubit studium lineárních a neLineárních fotonických zařízení a zvýšit spolupráci napříč globální sítí výzkumu a vývoje NTT, aby se podpořilo fundamentální výzkumu směrem k reálnému nasazení.

V éře, kdy společnosti AI podepisují jaderné energetické dohody, aby pouze udržely svá datová centra v chodu, nabídka optického výpočtu – rychlejší, chladnější, radikálně energeticky efektivnější – se posunula z akademické zvědavosti k skutečné průmyslové naléhavosti.

Laboratoř PHI pod vedením Yamamota vybudovala vědeckou důvěryhodnost. Pod vedením Sogawy je tlak na to, aby se to proměnilo v něco, co svět může skutečně zapojit.