Як потужність штучного інтелекту стає кризою, NTT Research робить ставку на світло

Перехід керівництва в лабораторії фізики та інформатики NTT Research, оголошений сьогодні, 15 квітня 2026 року, відбувається в момент, коли справа про фотонні обчислення ніколи не була такої нагальної.

NTT Research – дослідницький підрозділ японської телекомунікаційної компанії NTT, базований у Кремнієвій долині, – оголосив, що доктор Тецуомі Согава стане новим директором лабораторії фізики та інформатики (PHI) з 1 травня, замінивши засновника та директора доктора Йосіхісу Ямамото, який йде на пенсію після того, як збудував лабораторію в Саннівейлі, Каліфорнія, одну з найкращих у світі центрів досліджень фотонних обчислень.

Оголошення було зроблено на конференції Upgrade 2026, щорічній конференції з досліджень та інновацій NTT, яка проходить 15-16 квітня у Кремнієвій долині.

“Дослідження лабораторії PHI, яке мало добру динаміку за останні сім років, буде продовжено в тому ж напрямку з макроперспективи. З дуже сильним досвідом керівництва доктором Согавою, я сподіваюся, що дослідження лабораторії PHI буде прискорено під новим керівництвом”, – сказав президент та генеральний директор NTT Research Казу Ґомі на прес-конференції конференції Upgrade 2026.

Призначення відбувається на тлі заглиблення енергетичної кризи в галузі штучного інтелекту. Міжнародне енергетичне агентство тепер передбачає, що споживання електроенергії глобальними центрами даних перевищить 1000 ТВт до кінця 2026 року – кількість, еквівалентна цілій річній споживанню електроенергії в Японії.

“Фокус лабораторії PHI полягає в тому, щоб використовувати фізику для заміни цифрової платформи обчислень, яку всі знають, на нові фізичні платформи обчислень. Одним з найлегших речей, які можна уявити, є оптичні квантові комп’ютери”, – додав Ґомі.

Центри даних США лише в 2024 році спожили 183 терават-години електроенергії, що становить понад 4% від загального споживання електроенергії країни – приблизно еквівалентно річному споживанню електроенергії всієї країни Пакистан – і ця цифра передбачається зросте на 133% до 2030 року.

У цю кризу вступає Согава, вчений, який понад три десятиліття працював у основній дослідницькій лабораторії NTT, допомагаючи розробляти саме оптичні технології, які NTT вважає альтернативою енергозатратним обчисленням на основі кремнію.

Його мандат, згідно з Ґомі, полягає в тому, щоб привести “оптичні квантові інновації з лабораторії до реальності”.

Кінець засновницької епохи

Ямамото – не звичайний виходящий директор; він був піонером досліджень когерентних оптичних комунікацій та оптичних повторювачів у кінці 1970-х та на початку 1980-х років, а пізніше став піонером когерентної машини Айзінга (CIM) – спеціального оптичного комп’ютера, призначеного для розв’язання складних комбінаторних задач оптимізації. Його кар’єра фактично відстежує історію сучасної фотоніки, а лабораторія, яку він збудував, відображає цю глибину.

Поза цим, нагороди виходящого директора включають медаль Чарльза Харда Таунса, премію IEEE за квантову електроніку, премію Окави та медаль Пошани з фіолетовою стрічкою від уряду Японії.

З 2019 року лабораторія PHI опублікувала понад 150 робіт, п’ять з яких були опубліковані в Nature, одна в Science, а двадцять – у сестринських журналах Nature – це видатний рекорд публікацій для будь-якої дослідницької установи, не кажучи вже про корпоративну.

Перехід до Согави не просто кадрове рішення – це естафета поколінь, у якій естафету являє собою бачення обчислень, що працюють на світлі, а не на електронах.

Енергетична стіна

Щоб зрозуміти, чому це призначення має значення поза науковим співтовариством, допоможе подивитися, що інфраструктура штучного інтелекту на основі кремнію зробила з глобальними енергетичними мережами за кілька років.

До кінця 2025 року центри даних штучного інтелекту використовували близько 29,6 гігават електроенергії у світі – еквівалентно піковому споживанню електроенергії штату Нью-Йорк. Тим часом звіт Стенфордського університету про штучний інтелект 2026 року повідомляє, що глобальна обчислювальна потужність штучного інтелекту зросла приблизно в 3,3 раза на рік, що спонукає уряди та технологічні компанії шукати нові джерела енергії.

Як повідомляє Tech Insider, Microsoft підписала угоду про ядерну енергетику на 2 ГВт; Amazon забезпечила великомасштабну сонячну енергетику в Техасі; а оператори енергосистеми Вірджинії – домівки найбільшого ринку центрів даних у світі – видали офіційні попередження про потужність до 2028 року, а Північна Вірджинія фактично зупинила видачу нових дозволів на центри даних.

Підосновою проблеми є апаратне забезпечення: між 2021 та 2024 роками середня густина потужності стелажів центрів даних більше ніж подвоїлася. А з 2025 року комерційна експлуатація прискорювачів штучного інтелекту, таких як NVIDIA GB200 Superchip, призвела до того, що густина стелажів перевищила 50 кВт, а в деяких випадках – понад 100 кВт, що зробило традиційне повітряне охолодження застарілим і вимагає переходу на потужні системи охолодження рідиною.

Усі ці фактори свідчать про те, що традиційні обчислення на основі кремнію досягають своїх меж масштабування та борються з тим, щоб задовольнити ці величезні потреби в sposób, який є вуглецево-стійким, підкреслюючи необхідність альтернативного апаратного забезпечення. Фотонні обчислення, однак, виникли як перспективна альтернатива завдяки своїм енергоефективним обчислювальним можливостям в оптичному домені, згідно з дослідниками Nature.

Питання полягає в тому, чи зможе фотоніка перейти від перспективної альтернативи до розгорнутої інфраструктури достатньо швидко, щоб мати значення.

Що насправді робить лабораторія PHI

Робота лабораторії PHI знаходиться на перетині квантової інформаційної науки, нейробіології та фотоніки – незвичайна комбінація, яка відображає переконання в тому, що наступний обчислювальний парадигма не буде схожим на жодну з сучасних.

Два напрямки досліджень особливо важливі для ідентичності лабораторії та її комерційної актуальності: CIM та тонкоплівкові літій-ніобати (TFLN).

Натомість ніж розв’язувати проблеми по одній, CIM використовує мережу оптичних параметричних осциляторів для розв’язання всіх проблем одночасно, що робить його добре придатним для обчислень з великою кількістю змінних – тих, які лежать в основі відкриття ліків, оптимізації логістики та фінансового моделювання.

Дослідження показали, що експериментальний CIM досягнув цілі складних задач оптимізації за 70 мікросекунд, тоді як сучасний ЦП досягнув тієї ж мети за 2,1 мілісекунди – приблизно 30-кратна швидкість, без жодної частини енергоспоживання.

З іншого боку, нелінійні характеристики TFLN відкривають нові можливості, оскільки обмеження мікросхем кремнію стають все більш очевидними: якщо раніше CIM займав фізичні лабораторні столи, то TFLN-чипи дозволяють оптичним структурам усієї машини розміщуватися на одному фотонному процесорі.

У грудні 2025 року лабораторія PHI опублікувала результати, які демонструють фотонний процесор, побудований на основі літій-ніобатової плівкової хвилеводи, який забезпечує близько 10 000 програмованих просторових ступенів свободи та може виконувати всі оптичні нейронні мережеві висновки за один прохід.

“Пристрій є першим у своєму роді, що дозволяє нам фактично малювати будь-яку оптичну схему та потім малювати її за мить ока”, – зазначив Мартін Стейн, постдокторант лабораторії NTT Research.

Відокремлено, дослідники MIT та лабораторії PHI опублікували роботу над Netcast та оптично керованою архітектурою глибоких нейронних мереж, де загальне споживання енергії клієнта може впасти на три порядки нижче того, що можливо у існуючих цифрових напівпровідниках.

Тorch-carrier

Согава приєднався до лабораторії базових досліджень NTT у 1991 році, працюючи над квантоворазмерними напівпровідниковими структурами, та поступово підвищувався у організації – призначений директором NTT-BRL у 2013 році, а потім директором групи науково-технічної лабораторії NTT у 2018 році, саме того підрозділу, де були вперше розроблені багато фундаментальних технологій IOWN.

IOWN – інноваційна оптична та бездротова мережа NTT – це довгострокова ставка компанії на те, що майбутня інфраструктура зв’язку буде оптичною, а не електронною. NTT каже, що її платформа фотоніки IOWN може зменшити споживання енергії телекомунікаційних мереж до сотої частини поточного рівня, одночасно збільшуючи пропускну здатність даних та зменшуючи затримку.

Зараз NTT співпрацює з виробником мікросхем Broadcom та іншими компаніями для комерціалізації другого покоління фотонно-електронних конвергентних комутаторів у 2026 році, з дорожньою карткою, що простягається до оптичних інтерншіп-лінків у 2028 році та внутрішніх з’єднань чипів у 2032 році.

Согава був центральною фігурою у тому, щоб зробити цю дорожню карту технічно правдоподібною, особливо завдяки роботі над наднизьковольтними оптичними транзисторами, що використовують фотонні кристали. Він також обіймає посаду програмного директора третього міжміністрального стратегічного інноваційного програми (SIP3) Японії, де його мандат явно полягає у тому, щоб перекласти академічні дослідження у розгорнуті інновації – саме ту прогалину, яку лабораторія PHI зараз під тиском закрити.

“Моя кар’єра була побудована на переконанні, що真正о впливові технічні інновації починаються з ідеї – теорії, яку можна фундаментально перевірити, покращити та повторно перевірити з часом”, – сказав Согава у своєму оголошенні. Він назвав лабораторію PHI “втіленням цієї віри” та похвалив Ямамото за те, що він розважливо зібрав та підтримав команду.

Більша гра Японії

Призначення Согави також вписується у ширшу геополітичну картину. Японія просуває стратегію квантових обчислень при кімнатній температурі, побудовану на світлі, а не на електриці – позиціонуючи її як простішу, більш енергоефективну альтернативу, тоді як США та Китай будують все більш складне апаратне забезпечення, залежне від глибококриогенних холодильників та екзотичних матеріалів.

NTT, працюючи з розробником квантових технологій OptQC, позиціонує фотонні квантові технології як шлях до комерційно життєздатних квантових платформ, які можуть масштабуватися без важкої інфраструктури поточних систем.

Вирівнювання між призначенням Согави, графіками комерціалізації IOWN та національною інноваційною агендою Японії не є випадковим; NTT позиціонує себе як глобального стандартоносія переходу обчислень, який, як вони вважають, є неминучим – і лабораторія PHI є найбільш помітним дослідницьким фронтом у цих зусиллях.

Що далі?

Найближчим завданням Согави є поглиблення вивчення лінійних та нелінійних фотонних пристроїв, а також збільшення співпраці по всьому глобальному дослідницькому мережі NTT, щоб спонукати фундаментальні дослідження до реального розгортання.

У час, коли компанії штучного інтелекту підписують ядерні угоди, просто щоб утримувати свої центри даних, пропозиція від оптичних обчислень – швидше, прохолодніше, радикально більш енергоефективне – перейшла від академічної цікавості до справжньої промислової терміновості.

Лабораторія PHI під керівництвом Ямамото збудувала наукову авторитетність. Під керівництвом Согави тиск полягає у тому, щоб перетворити це у щось, що світ може фактично підключити.