PsiQuantum光开关实验室插损1.2分贝，端口仅8个

一家做量子计算的公司，把自家的低损耗硅光子技术搬到了AI数据中心。PsiQuantum本周发布消息称，其全光开关在实验室测试中典型插损只有1.2 dB，也就是约四分之一的信号被损耗掉，而且不需要放大器。

这个数字放在数据中心光学的语境里值得多看一眼。常规数据中心光学器件能容忍一半光损耗，即3 dB。PsiQuantum的演示器件把损耗压到了1.2 dB，走的是纯光路，光从一根光纤直接穿到另一根光纤，不做光电转换。

普通数据中心交换机每跳都要做一次电光转换，耗电、加延迟。光路交换机（OCS）维持一条固定光路，直到收到切换指令才改变。它的主要代价就是光穿过开关时损失多少。PsiQuantum的方案用刻在硅片上的电路实现，没有活动部件，与谷歌和Lumentum采用的微镜方案、微机电系统（MEMS）路线不同，定位是与常规分组交换机配合使用。

AI集群越大，跳过那些转换就越重要，因为GPU之间搬数据正在变成瓶颈。光互连相比铜缆是带宽上的改进，铜缆在传输距离上有限制，而激光器短缺是替代方案面临的问题。目标是把通信带宽和距离做上去，让不同机架的GPU能高速对话、像一个整体那样工作。

端口数是短板。这颗原型是8进8出，即8x8，每个输入都能到达每个输出，且严格无阻塞，新连接不会干扰已有连接。但竞争对手的端口数在32到300之间：Salience的开关是32端口，Lumentum是300端口，谷歌基于微镜的Palomar有136端口。8端口原型在能接多少根光纤上落后一截。公司表示正在开发更大的器件。

实验室数据还包括：40 dB串扰，约0.01%的光泄漏到其他端口；重构时间低于3毫秒。公司称这些指标都超过了为这类器件设定的初始目标。损耗数字是光纤到光纤测量的，包含光进出芯片的过程，但不含连接器损耗。

低损耗的底子来自材料平台。2025年的一篇论文报告，氮化硅波导损耗低至每米0.5 dB，约每米11%的光损失；分束器0.5毫分贝，交叉结构1.2毫分贝。公司还称芯片到光纤的耦合已达到约60毫分贝，约1.4%的光损失，这是已发表的最佳实验室结果，但没有接完整的光纤阵列。端口增加后光要穿过更多元件，损耗会累加，所以这些数字对64端口开关而言是最好的情况，不是最坏的情况。

多少损耗算可接受，取决于链路两端的光学器件。光学厂商Coherent表示，使用OCS会带来最高3 dB的额外插损，但其收发器能配合工作。Lumentum则表示，3 dB足以配合现成的FR4、DR4、DR8光模块使用，这些是连接GPU服务器和交换机的标准插件选项，距离覆盖500米到2公里。PsiQuantum的8x8面向O波段，正是这些模块使用的波长范围。公司称，要具备可用性，插损需要低于2到3 dB。

这颗8x8原型按常规数据中心流量设计，公司称其远低于英伟达在提案请求中提出的3 dB损耗目标。端口数说明它是一台演示载体，但PsiQuantum已有64x64版本完成流片，72x72版本在推进中，并称正在积极开发更大器件。交叉结构的低损耗若能保持，放大规模或许站得住。公司拒绝透露未来产品细节，只表示损耗可能略高，但仍会保持在很低的水平。

速度目前不是首要矛盾。谷歌部署最多，数量在数万级，用其开关调整TPU集群规模或绕过故障芯片，这类任务由其毫秒级MEMS开关承担。PsiQuantum的低于3毫秒属于同一量级，但Salience和iPronics声称其带放大的芯片开关低于300微秒，iPronics强调这可用于工作负载中途的网络重连，把切换时间藏在芯片计算期间。

速度还有很大提升空间，PsiQuantum手里已有材料：钛酸钡（BTO），已用于其为量子系统打造的64端口开关，量子系统需要以吉赫兹速率切换光。施加电压时BTO会改变折光方式，公司选它而非更常见的铌酸锂，是因为BTO的效果最强。这让切换元件更短、损耗更低，速度约为演示器件的百万倍。BTO并非演示载体或初代产品所需，那些用的是热切换氮化硅平台，但它是通往更快、更先进未来产品的一条额外路径。

现在就开始做常规应用的另一个理由，是量产数千台这类开关能降低封装、组装和供应链的风险，这些环节同样服务于其量子计算部件。公司称AI与量子计算是互补技术，眼下正是把技术投入实战的机会。7月聘请Rob Soderbery担任执行副总裁时，公司称他将推进硅光子平台，加速其在AI网络和其他下一代计算基础设施中的应用。其CHIPS奖项于9月敲定，涵盖高性能光开关等部件。

联合创始人Pete Shadbolt称赞谷歌的MEMS替代方案，但更希望把同等质量的切换做在无需活动部件的单片芯片上。英伟达通过其风投部门NVentures持股，并与PsiQuantum在GPU与量子处理单元集成以及硅光子上合作。英伟达还在9月参与了竞争对手iPronics的1.25亿美元融资，用于开发其第二代光开关。

目前谷歌内部的OCS用于重连AI集群，研究机构Cignal AI预计到本十年末大部分部署仍将留在这个场景；谷歌之外，OCS还处于概念验证和早期试验阶段。不过该机构今年早些时候上调了市场预期，2026年约上调三倍，2029年上调超过40%。GPU网络对PsiQuantum是一个开口，这也与英伟达的兴趣相呼应，但在此之前该场景的采用预计有限。公司称样品和测试套件已送往多家计算公司，包括GPU厂商和超大规模云服务商。

PsiQuantum应在未来几个月内公布商用产品，以及更大器件的进展。竞争对手Salience已在今年的欧洲光通信会议上演示了64端口，其路线图上还有128和256端口产品。规模放大始终是个问题，但如果PsiQuantum这些尚未经独立验证的数字在64端口上、不加放大器也能成立，更大的单片OCS就在路上。