Jak głód mocy AI staje się kryzysem, NTT Research stawia na światło

Przejęcie kierownictwa w laboratorium Fizyki i Informatyki NTT Research, ogłoszone dzisiaj, 15 kwietnia 2026 r., następuje w momencie, gdy przypadek dla komputingu fotonicznego nigdy nie był bardziej pilny.

NTT Research – wydział badawczy NTT z siedzibą w Dolinie Krzemowej – ogłosił, że dr Tetsuomi Sogawa zostanie nowym dyrektorem laboratorium Fizyki i Informatyki (PHI) z dniem 1 maja, zastępując dotychczasowego dyrektora, dr. Yoshihisę Yamamoto, który odchodzi na emeryturę po budowaniu laboratorium w Sunnyvale w Kalifornii, jednego z najbardziej uznanym ośrodków badawczych komputingu fotonicznego na świecie.

Ogłoszenie zostało dokonane na konferencji Upgrade 2026, corocznym spotkaniu badawczym i innowacyjnym NTT, które odbywa się w dniach 15-16 kwietnia w Dolinie Krzemowej.

„Badania PHI Lab, które przez ostatnie siedem lat zyskały dobrą dynamikę, będą kontynuowane w tym samym kierunku z makro perspektywy. Z bardzo silnym doświadczeniem w zarządzaniu badaniami, które posiada dr Sogawa, jestem pewien, że badania PHI Lab będą przyspieszone pod nowym kierownictwem”, powiedział prezes i dyrektor generalny NTT Research, Kazu Gomi, na konferencji prasowej inaugurującej Upgrade 2026.

Nominacja następuje w momencie, gdy przemysł AI stoi w obliczu głębokiego kryzysu energetycznego. Międzynarodowa Agencja Energetyczna szacuje obecnie, że globalne zużycie energii przez centra danych przekroczy 1000 TWh do końca 2026 r. – ilość równoważna zużyciu energii przez całą Japonię w ciągu roku.

„Focus PHI Lab jest taki, aby użyć fizyki do – mówiąc w prosty sposób – zastąpienia platformy komputacyjnej, której wszyscy są świadomi, nowymi rodzajami platform komputacyjnych opartych na fizyce. Jednym z najłatwiejszych rzeczy, które można sobie wyobrazić, są komputery kwantowe oparte na optyce”, dodał Gomi.

Same centra danych w USA zużyły 183 terawatogodziny energii elektrycznej w 2024 r., co stanowi ponad 4% całkowitego zużycia energii elektrycznej w kraju – mniej więcej równoważne z rocznym zapotrzebowaniem na energię elektryczną całego Pakistanu – i ta liczba ma wzrosnąć o 133% do 2030 r.

W tym kryzysie pojawia się Sogawa, naukowiec, który spędził ponad trzy dekady w centralnym wydziale badawczym NTT, pomagając rozwijać same technologie optyczne, które NTT uważa za alternatywę strukturalną dla komputingu opartego na krzemie, który jest głodny mocy.

Jego mandat, według słów Gomi, jest taki, aby „przenieść innowacje kwantowe z laboratorium do rzeczywistości”.

Koniec ery założycielskiej

Yamamoto nie jest zwykłym odchodzącym dyrektorem; był pionierem badań nad koherentną komunikacją optyczną i wzmacniaczem optycznym w latach 70. i 80. XX wieku, a później rozwinął Maszynę Izingu (CIM) – specjalny komputer optyczny zaprojektowany do rozwiązywania skomplikowanych problemów optymalizacji kombinatorycznej. Jego kariera śledzi historię nowoczesnej fotonicznej samej, a laboratorium, które zbudował, odzwierciedla tę głębię.

Ponadto, odchodzący dyrektor otrzymał wiele nagród, w tym Medal Charlesa Harda Townesa, Nagrodę IEEE PS Quantum Electronics, Nagrodę Okawa i Medal Honoru z fioletową wstążką od rządu Japonii.

Od 2019 r. PHI Lab opublikował ponad 150 prac, z których pięć ukazało się w Nature, jedna w Science, a dwadzieścia w czasopismach siostrzanych Nature – co jest niezwykłym rekordem publikacyjnym dla jakiegokolwiek instytutu badawczego, a tym bardziej korporacyjnego.

Przejście do Sogawy nie jest tylko ruchem personalnym – to sztafeta pokoleniowa, z pałeczką w postaci wizji komputingu napędzanego światłem, a nie elektronami.

Ściana energetyczna

Aby zrozumieć, dlaczego ta nominacja jest ważna poza środowiskiem badawczym, trzeba spojrzeć, co infrastruktura oparta na krzemie zrobiła z globalnymi sieciami energetycznymi w ciągu zaledwie kilku lat.

Do końca 2025 r. centra danych AI używały około 29,6 gigawatów mocy na całym świecie – co jest równoważne z szczytowym zapotrzebowaniem na energię elektryczną stanu Nowy Jork. Tymczasem raport Stanford University AI Index 2026 podaje, że globalna pojemność obliczeniowa AI wzrosła o około 3,3-krotnie rocznie, co popycha rządy i firmy technologiczne do poszukiwania nowych źródeł energii.

Według Tech Insider, Microsoft podpisał umowę na 2 GW mocy jądrowej; Amazon zabezpieczył dużą skalę energii słonecznej w Teksasie; a operatorzy sieci w Wirginii, domu największego rynku centrów danych na świecie, wydali oficjalne ostrzeżenia o pojemności do 2028 r., a Northern Virginia w zasadzie wstrzymał nowe pozwolenia na centra danych.

Podstawowym problemem jest sprzęt: między 2021 a 2024 r. średnia gęstość mocy w szafach centrów danych więcej niż podwoiła się. A od 2025 r. komercyjne wdrożenie przyspieszaczy AI, takich jak NVIDIA GB200 Superchip, spowodowało, że gęstości szaf przekroczyły 50 kW, a w niektórych przypadkach nawet 100 kW – co sprawia, że tradycyjne chłodzenie powietrzem staje się nieaktualne i wymaga przejścia na systemy chłodzenia cieczą.

Wszystko to razem wskazuje, że tradycyjny komputing oparty na krzemie dociera do granic swoich możliwości i ma trudności z zaspokojeniem tych ogromnych potrzeb w sposób zrównoważony pod względem emisji dwutlenku węgla, co podkreśla potrzebę alternatywnych rozwiązań. Komputing fotoniczny jedoch wyłonił się jako obiecująca alternatywa dzięki swoim zdolnościom do efektywnego komputingu w dziedzinie optycznej, według badaczy z Nature.

Pytanie brzmi, czy fotoniczna może przenieść się z obiecujących alternatyw do wdrożonych rozwiązań wystarczająco szybko, aby to miało znaczenie.

Czym zajmuje się PHI Lab?

Praca PHI Lab znajduje się na przecięciu nauki o informacji kwantowej, neurologii i fotonicznej – niezwykłej kombinacji, która odzwierciedla przekonanie, że następny paradygmat komputingu nie będzie wyglądał jak żaden obecny.

Dwa wątki badań są szczególnie centralne dla tożsamości laboratorium i jego znaczenia komercyjnego: Maszyna Izingu (CIM) i cienkowarstwowy niobat litu (TFLN).

Zamiast rozwiązywać problemy pojedynczo, jak komputery obecnie, CIM używa sieci oscylatorów parametrycznych do rozwiązywania wszystkiego jednocześnie, co sprawia, że jest dobrze przystosowany do obliczeń z dużą liczbą zmiennych – rodzajem obliczeń, które leżą u podstaw odkrycia leków, optymalizacji logistycznej i modelowania finansowego.

Badania wykazały, że eksperymentalna CIM osiągnęła cel benchmarkowy złożonych problemów optymalizacji w zaledwie 70 mikrosekundach, podczas gdy najnowszy CPU wymagał 2,1 milisekund, aby osiągnąć ten sam cel – co daje przewagę szybkości około 30-krotną, bez użycia nawet ułamka mocy.

Z drugiej strony, nieliniowe właściwości TFLN otwierają nowe możliwości, gdy ograniczenia chipów krzemowych stają się bardziej widoczne: gdzie wcześniej CIM zajmował fizycznie stoły laboratoryjne, chipy TFLN pozwalają na umieszczenie struktur optycznych całej maszyny na jednym procesorze fotonicznym.

We grudniu 2025 r. PHI Lab opublikował wyniki, które dowodzą, że procesor fotoniczny zbudowany w oparciu o słabą warstwę litu niobatu zapewnia około 10 000 programowalnych stopni swobody przestrzennych i może wykonywać inferencję sieci neutralnej w sposób optyczny w jednej pasmie.

„Urządzenie jest pierwszym w swoim rodzaju, które pozwala nam malować dowolne obwody optyczne i rysować je w mgnieniu oka”, zauważył Martin Stein, stypendysta w NTT Research.

Odrębnie, naukowcy z MIT i PHI Lab opublikowali prace nad Netcast i architekturą sieci neuronowych napędzanych optycznie, gdzie całkowite zużycie energii po stronie klienta może spaść o trzy rzędy wielkości poniżej tego, co jest możliwe w przypadku cyfrowych półprzewodników.

Następca

Sogawa dołączył do NTT Basic Research Laboratories w 1991 r., pracując nad strukturami kwantowymi półprzewodników, i awansował w organizacji – został dyrektorem NTT-BRL w 2013 r., a następnie dyrektorem NTT Science and Core Technology Laboratory Group w 2018 r., czyli samej grupy, w której wiele technologii IOWN zostało po raz pierwszy opracowanych.

IOWN – inicjatywa NTT dotycząca innowacyjnych sieci optycznych i bezprzewodowych – jest długoterminową zakładem, że przyszła infrastruktura komunikacyjna będzie oparta na optyce, a nie elektronice. NTT twierdzi, że platforma fotoniczna IOWN może zmniejszyć zużycie energii przez sieci telekomunikacyjne do jednej setnej części obecnego poziomu, zwiększając jednocześnie pojemność danych i zmniejszając opóźnienia.

Teraz NTT współpracuje z producentem chipów Broadcom i innymi firmami, aby skomercjalizować drugą generację przełączników fotoniczno-elektronicznych w 2026 r., z planem rozwoju, który sięga do 2028 r. i połączeń wewnątrzchipowych od 2032 r.

Sogawa odegrał kluczową rolę w nadaniu temu planowi wiarygodności technicznej, szczególnie dzięki pracy nad ultraniskimi tranzystorami optycznymi z użyciem kryształów fotonicznych. Pełni również funkcję dyrektora programu trzeciego programu innowacyjnego Ministerstwa (SIP3), gdzie jego mandat jest wyraźnie nakierowany na przekształcenie badań akademickich w wdrożone innowacje – dokładnie tę lukę, którą PHI Lab jest teraz pod presją, aby zamknąć.

„Moja kariera była zbudowana na podstawie głębokiej wiary, że prawdziwa innowacja techniczna zaczyna się od idei – teorii, która może być poddawana testom, ulepszana i ponownie testowana w czasie”, powiedział Sogawa w oświadczeniu. Nazwał PHI Lab „manifestacją tej wiary” i podziękował Yamamoto za staranne zebranie i wspieranie zespołu.

Szersza gra Japonii

Nominacja Sogawy wpisuje się również w szerszy obraz geopolityczny. Japonia rozwija strategię komputingu kwantowego w temperaturze pokojowej opartą na świetle, a nie na elektryczności – przedstawiając ją jako prostszą, bardziej efektywną drogę, podczas gdy USA i Chiny budują coraz bardziej skomplikowane urządzenia zależne od głębokiej chłodzenia kriogenicznego i egzotycznych materiałów.

NTT, pracując z deweloperem kwantowym OptQC, prezentuje technologie kwantowe fotoniczne jako drogę do komercyjnie wykonalnych platform kwantowych, które mogą skalować bez ciężkiej infrastruktury obecnych systemów.

Wyrównanie między nominacją Sogawy, harmonogramem komercjalizacji IOWN i narodowym planem innowacji Japonii nie jest przypadkowe; NTT pozycjonuje się jako globalny standard dla przejścia komputingu, które uważa za nieuniknione – a PHI Lab jest jego najbardziej widocznym frontem badawczym w tym wysiłku.

Co dalej?

Najbliższe zadanie Sogawy jest pogłębienie badań nad urządzeniami fotonicznymi liniowymi i nieliniowymi, zwiększając współpracę w sieci badawczej NTT, aby przyspieszyć badania podstawowe w kierunku wdrożenia w rzeczywistości.

W erze, gdy firmy AI podpisują umowy na energię jądrową, aby tylko utrzymać swoje centra danych w pracy, argument za komputingiem optycznym – szybszym, chłodniejszym, radykalnie bardziej efektywnym – przeszedł od ciekawostki akademickiej do prawdziwej pilności przemysłowej.

PHI Lab pod kierownictwem Yamamoto zbudował wiarygodność naukową. Pod kierownictwem Sogawy presja jest taka, aby przekształcić ją w coś, co świat może naprawdę podłączyć.