光コンピューティング（Optical Computing）とは、電子ではなく光（フォトン）を用いて演算処理を行う技術です。AI分野では、光の物理的性質を利用して行列演算やニューラルネットワークの推論を超高速・超低消費電力で実行する「光AIアクセラレータ」の研究開発が進んでいます。
光コンピューティングの原理
光は干渉や回折などの物理現象を通じて、自然に行列の積和演算を実行できます。マッハ・ツェンダー干渉計やマイクロリングレゾネータなどの光学素子を組み合わせることで、光の振幅と位相を制御し、ニューラルネットワークの重みと活性化を光学的に表現します。光速での演算と低発熱が大きな利点です。
電子コンピューティングとの比較
電子回路ではトランジスタのスイッチングによる発熱とエネルギー消費が不可避ですが、光演算は理論上ほぼゼロエネルギーで行列演算を実行できます。特に大規模な行列演算では、消費電力が電子回路の100分の1以下になる可能性があります。ただし、非線形処理や光-電子変換にはまだ課題があります。
実用化への課題と展望
Lightmatter、Lightelligence、Luminousなどのスタートアップが光AIチップの実用化に取り組んでいます。デジタル精度の確保、大規模集積化、既存ソフトウェアとの互換性が主な技術的課題です。AIの消費電力問題が深刻化する中、光コンピューティングは省エネAIを実現する革新的技術として期待されています。