Когда энергетический голод ИИ становится кризисом, NTT Research ставит на свет

Смена руководства в лаборатории Physics & Informatics Lab NTT Research, объявленная сегодня, 15 апреля 2026 года, происходит в критический момент – когда аргументы в пользу фотонных вычислений никогда не были так срочны.

NTT Research – исследовательское подразделение японского телекоммуникационного гиганта NTT, базирующееся в Кремниевой долине, – объявило, что доктор Тэцуоми Согава станет новым директором своей лаборатории Physics & Informatics (PHI) с 1 мая, сменив основателя и директора доктора Ёсихису Ямамото, который уходит на пенсию после того, как построил лабораторию в Саннивейле, Калифорния, в одну из самых авторитетных исследовательских центров фотонных вычислений в мире.

Объявление было сделано на саммите Upgrade 2026, ежегодном исследовательском и инновационном саммите NTT, который проходит 15-16 апреля в Кремниевой долине.

“Исследования лаборатории PHI, которые за последние семь лет набрали хорошую динамику, будут продолжаться в том же направлении с макроперспективы. С сильным исследовательским менеджментом доктора Согавы я надеюсь, что исследования лаборатории будут ускорены под новым руководством”, – сказал президент и генеральный директор NTT Research Казу Гоми на пресс-конференции Upgrade 2026.

Назначение происходит на фоне углубляющегося энергетического кризиса в индустрии ИИ. Международное энергетическое агентство теперь прогнозирует, что потребление электроэнергии глобальными центрами обработки данных к концу 2026 года превысит 1 000 ТВт – объем, эквивалентный годовому потреблению электроэнергии Японии.

“Фокус лаборатории PHI заключается в использовании физики для замены цифровой вычислительной платформы, которую все знают, на новые физические вычислительные платформы. Одним из простейших вещей, которые можно представить, является оптико-физический квантовый компьютер”, – добавил Гоми.

Центры обработки данных в США alone потребили 183 тераватт-часа электроэнергии в 2024 году, что составляет более 4% от общего потребления электроэнергии страны – примерно эквивалентно годовому потреблению электроэнергии всей Пакистана – и этот показатель, как прогнозируется, увеличится на 133% к 2030 году.

В этот кризис вступает Согава, ученый, который более трех десятилетий работал в центральной исследовательской лаборатории NTT, помогая разработать оптические технологии, которые, по мнению NTT, могут служить структурной альтернативой энергозатратным вычислениям на основе кремния.

Его задача, по словам Гоми, заключается в том, чтобы “привести оптические квантовые инновации из лаборатории в реальность”.

Окончание основной эпохи

Ямамото – не обычный уходящий директор; он был пионером в исследованиях когерентных оптических связей и оптического усилителя-повторителя в конце 1970-х и начале 1980-х годов, и позже стал пионером в разработке машины Коэрентного Айзинга (CIM) – специального оптического компьютера, предназначенного для решения известных сложных комбинаторных задач оптимизации. Его карьера фактически отслеживает историю современной фотоники, и лаборатория, которую он построил, отражает эту глубину.

Помимо этого, уходящий директор был удостоен многочисленных наград, включая медаль Чарльза Харда Таунса, премию IEEE PS Quantum Electronics Award, премию Окавы и медаль Почета с фиолетовой лентой от правительства Японии.

С 2019 года лаборатория PHI опубликовала более 150 статей, пять из которых были опубликованы в Nature, одна в Science, и двадцать в Nature sister journals – замечательный рекорд публикаций для любой исследовательской организации, не говоря уже о корпоративной.

Переход к Согаве не является просто кадровым шагом – это эстафета поколений, где эстафетной палочкой является видение вычислений, основанных на свете, а не электронах.

Энергетическая стена

Чтобы понять, почему это назначение имеет значение за пределами исследовательского сообщества, помогает взглянуть на то, что инфраструктура ИИ на основе кремния сделала с глобальными энергосетями за несколько лет.

К концу 2025 года центры обработки данных ИИ использовали примерно 29,6 гигаватт электроэнергии в мире – эквивалент пикового потребления электроэнергии штата Нью-Йорк. Тем временем отчет Stanford University AI Index 2026 сообщает, что глобальная вычислительная мощность ИИ увеличилась примерно в 3,3 раза в год, темп, который заставляет правительства и технологические компании спешно искать новые источники энергии.

Как сообщает Tech Insider, Microsoft подписал соглашение о 2 ГВт ядерной энергии; Amazon обеспечил крупномасштабную солнечную энергию в Техасе; и, тем не менее, операторы энергосети Вирджинии – дома крупнейшего рынка центров обработки данных в мире – выпустили официальные предупреждения о емкости до 2028 года, и Северная Вирджиния фактически прекратила выдачу новых разрешений на строительство центров обработки данных.

Основная проблема заключается в аппаратном обеспечении: между 2021 и 2024 годами средняя плотность мощности стойки центров обработки данных более чем удвоилась. И с 2025 года коммерческое внедрение ускорителей ИИ, таких как NVIDIA GB200 Superchip, привело к тому, что плотность стойки превышает 50 кВт и в некоторых случаях более 100 кВт – что делает традиционное воздушное охлаждение устаревшим и требует перехода на энергозатратные системы жидкостного охлаждения.

В целом традиционные вычисления на основе КМОС достигают предела масштабирования и борются с удовлетворением этих огромных требований в углеродно-устойчивом порядке, подчеркивая необходимость альтернативного оборудования. Фотонные вычисления, однако, появились как перспективная альтернатива благодаря своим энергосберегающим возможностям вычислений в оптическом домене, согласно исследователям Nature.

Вопрос в том, сможет ли фотоника перейти от перспективной альтернативы к развернутой инфраструктуре достаточно быстро, чтобы иметь значение.

Что на самом деле делает лаборатория PHI

Работа лаборатории PHI находится на пересечении квантовой информационной науки, нейробиологии и фотоники – необычное сочетание, отражающее убеждение, что следующий вычислительный парадигма не будет похож на любой текущий.

Две нити исследований особенно важны для идентичности и коммерческой актуальности лаборатории: машина Коэрентного Айзинга (CIM) и тонкопленочный ниобат лития (TFLN).

Вместо того, чтобы решать задачи по одной, как текущие компьютеры, CIM использует сеть оптических параметрических осцилляторов для решения всего сразу, что делает его хорошо подходящим для вычислений с большим количеством переменных – тех, которые лежат в основе открытия лекарств, оптимизации логистики и финансового моделирования.

Исследования показали, что экспериментальная CIM достигла целевого показателя сложных задач оптимизации за 70 микросекунд, в то время как современный ЦП требовал 2,1 миллисекунды, чтобы достичь той же цели – примерно 30-кратное преимущество в скорости, без доли энергопотребления.

С другой стороны, нелинейные характеристики TFLN открывают новые возможности, поскольку ограничения кремниевых чипов становятся более очевидными: если ранее CIM занимала физически лабораторные столы, чипы TFLN позволяют оптическим структурам всей машины находиться на одном фотонном процессоре.

В декабре 2025 года лаборатория PHI опубликовала результаты, демонстрирующие фотонный процессор, построенный на основе слэба волновода из ниобата лития, который обеспечивает около 10 000 программируемых пространственных степеней свободы и может выполнять всеоптическое нейронно-сетевое вывод для одной передачи.

“Устройство является первым в своем роде, позволяющим нам по сути рисовать любую оптическую схему и затем рисовать ее в мгновение ока”, – отметил Мартин Штейн, постдокторант лаборатории NTT Research.

Отдельно исследователи MIT и лаборатории PHI опубликовали работу над Netcast и архитектурой глубоких нейронных сетей, управляемых оптикой, где общее энергопотребление на стороне клиента может снизиться на три порядка ниже, чем это возможно в существующих цифровых полупроводниках.

Носитель факела

Согава присоединился к базовой исследовательской лаборатории NTT в 1991 году, работая над полупроводниковыми квантовыми наноструктурами, и последовательно повышался по служебной лестнице – был назначен директором NTT-BRL в 2013 году, затем директором группы научных и ядерных технологических лабораторий NTT в 2018 году, того самого подразделения, где были впервые разработаны многие фундаментальные технологии IOWN.

IOWN – Инновационная оптическая и беспроводная сеть NTT – является долгосрочной ставкой компании на то, что будущая коммуникационная инфраструктура будет оптической, а не электронной. NTT говорит, что ее платформа фотоники IOWN может снизить потребление энергии телекоммуникационных сетей до одной сотой части текущего уровня, одновременно увеличивая емкость данных и снижая задержку.

Теперь NTT сотрудничает с производителем чипов Broadcom и другими для коммерциализации второго поколения фотонно-электронных конвергентных коммутаторов в 2026 году, с дорожной картой, которая простирается до оптических интернета-связей с 2028 года и внутричиповых соединений с 2032 года.

Согава был центральной фигурой в том, чтобы сделать эту дорожную карту технически достоверной, особенно благодаря работе над сверхнизкопотребляющими оптическими транзисторами, использующими фотонные кристаллы. Он также служит программным директором третьей межминистерской стратегической программы инноваций Японии (SIP3), где его задача заключается явно в переводе академических исследований в развернутые инновации – именно тот разрыв, который лаборатория PHI теперь под давлением должна закрыть.

“Моя карьера была построена на глубокой убежденности, что真正 влиятельные технические инновации начинаются с идеи – теории, которая может быть фундаментально протестирована, улучшена и перепроверена с течением времени”, – сказал Согава в объявлении. Он назвал лабораторию PHI “воплощением этой убежденности” и поблагодарил Ямамото за тщательное сбор и воспитание команды.

Большая игра Японии

Назначение Согавы также вписывается в более широкую геополитическую картину. Япония продвигает стратегию квантовых вычислений при комнатной температуре, основанную на свете, а не на электричестве – позиционируя ее как более простой и энергосберегающий путь, в то время как США и Китай строят все более сложное оборудование, зависимое от глубокой криогенной холодильной техники и экзотических материалов.

NTT, работая с разработчиком квантовых технологий OptQC, позиционирует фотонные квантовые технологии как путь к коммерчески жизнеспособным квантовым платформам, которые могут масштабироваться без тяжелой инфраструктуры текущих систем.

Совпадение между назначением Согавы, коммерциализацией IOWN и национальной инновационной программой Японии не является совпадением; NTT позиционирует себя как глобальный стандарт-бearer для вычислительного перехода, который, по ее мнению, неизбежен – и лаборатория PHI является ее наиболее заметным исследовательским фронтом в этом усилии.

Что дальше?

Немедленная задача Согавы заключается в том, чтобы углубить изучение лабораторией линейных и нелинейных фотонных устройств, одновременно увеличивая сотрудничество по всему глобальному сети исследований и разработок NTT, чтобы толкнуть фундаментальные исследования к реальному развертыванию.

В эпоху, когда компании ИИ подписывают ядерные сделки, просто чтобы giữать свои центры обработки данных в работе, предложение от оптических вычислений – быстрее, прохладнее, радикально более энергосберегающее – перешло от академического любопытства к真正щей промышленной срочности.

Лаборатория PHI под руководством Ямамото построила научную репутацию. Под руководством Согавы давление заключается в том, чтобы превратить ее в нечто, что мир может фактически подключить.