之江实验室 2025 聚焦智能计算:“三体计算星座” 如何打造高性能算力跨学科平台?

2025-06-25| 2546 阅读
之江实验室在 2025 年聚焦智能计算领域,推出的 “三体计算星座” 项目,正以突破性的技术架构和跨学科整合能力,重新定义全球算力网络的未来。这个由千星规模构成的天基智能计算基础设施,不仅是我国航天技术的重大飞跃,更是推动人工智能、天文观测、城市治理等多领域协同发展的关键平台。

? 从 “天感地算” 到 “天感天算” 的范式革命


传统卫星数据处理模式存在严重的效率瓶颈。以太阳观测卫星为例,每天产生 500GB 数据,却仅有 20GB 能传回地面,且处理周期长达数小时甚至数天。“三体计算星座” 通过将算力和 AI 模型送上太空,彻底颠覆了这一模式。每颗卫星搭载的星载智能计算机,将算力从传统的 T 级(万亿次)提升至 P 级(千万亿次),实现 10-100 倍的飞跃。配合 80 亿参数的天基多任务模型,卫星可直接在轨完成 L0-L4 级数据处理,例如森林防火监测的响应时间从小时级压缩至秒级,伽马射线暴等天文现象的识别准确率高达 99%。

这种 “天感天算” 模式带来的不仅是效率提升,更显著降低了数据传输成本。传统模式下,超过 90% 的数据因带宽限制无法传回地面,而 “三体计算星座” 通过在轨处理,将数据传输量减少 90%,单次任务能耗节省 40%。这意味着大量敏感数据无需落地即可完成分析,极大增强了信息安全性。

? 三大核心技术突破构建太空算力网络


“三体计算星座” 的技术创新体现在多个维度。首先是星间激光通信系统,通过 100Gbps 的高速激光链路,卫星间实现了整轨互联,通信延迟小于 0.1 毫秒,较传统射频通信提升 1000 倍。这种 “光之网” 不仅支撑了数据的实时传输,还采用量子密钥分发技术,达到军事级通信安全标准。

其次是天基分布式操作系统,它如同 “太空安卓”,动态调配星座内的算力、存储和网络资源。当某颗卫星失效时,剩余节点可在 5 秒内重构计算链路,确保系统的高可靠性。同时,该系统支持地面用户按需调用太空算力,开创了 “太空云计算” 的全新商业模式。

再者是3D 打印卫星技术。之江实验室与浙大城市学院合作,采用轻质高强多孔金属材料 3D 打印卫星,大幅降低了制造成本并缩短了研发周期。这种创新制造方式不仅提升了卫星性能,更推动了整个卫星产业的变革。

? 跨学科协同的创新生态


“三体计算星座” 的成功离不开多学科、多机构的深度合作。在科学探索领域,与中国科学院国家天文台、广西大学合作,搭载 X 射线偏振探测器,实现了对伽马射线暴的秒级响应和双星协同观测,数据采集效率提升 8 倍。在工业应用方面,与国星宇航合作研发智能网联卫星平台,单星算力达 744TOPS,星座整体具备 5POPS 的在轨计算能力。此外,还与北京师范大学、香港大学等机构合作,在可持续发展大数据、太阳观测等领域展开研究。

这种跨学科整合不仅体现在技术研发上,更体现在机制创新。“三体计算星座” 采用 “共商共建共享” 模式,汇聚了全球 20 多家航天企业、高校和科研机构,通过日调度、周交流、月总结的协同机制,实现了资源的高效配置。例如,天基分布式操作系统的开发过程中,团队累计编写 24 万行代码,完善了上千个软件缺陷,展现了跨学科团队的强大攻坚能力。

? 赋能多领域的应用场景


“三体计算星座” 的应用前景十分广阔。在城市治理中,实时监测交通流量、环境变化,为智慧城市提供数据支撑。例如,通过星间通信获取实时路况,自动驾驶车辆可避免因数据延迟导致的导航中断。在应急救灾中,卫星可秒级生成灾情报告,为地震、洪涝等灾害的救援争取黄金时间。在天文科学领域,搭载的 X 射线偏振探测器将推动 “人工智能 + 天文” 研究范式的变革,有望发现更多宇宙奥秘。

产业赋能方面,星座通过卫星灵境引擎,为低空经济、游戏文旅等行业提供三维数字孪生数据服务。例如,在低空飞行器管理中,实时定位和路径规划可提升安全性和运营效率。此外,“太空云计算” 模式还将吸引更多企业参与,预计带动超万亿级空天经济。

? 全球视野下的技术领先性


与国际同类项目相比,“三体计算星座” 展现出显著的技术优势。美国 SpaceX 的星链计划侧重通信传输,而 “三体计算星座” 实现了 “通信 + 计算” 的双核能力,算力规模和应用场景更具竞争力。欧盟的伽利略卫星依赖地面数据处理,而 “三体计算星座” 的在轨自主决策能力使其在时效性和安全性上更胜一筹。

截至 2025 年 5 月,“三体计算星座” 已成功发射 12 颗卫星,计划全年完成超 50 颗星座布局,并在 2027 年前实现 100 颗卫星的规模建设。这一进展标志着我国在太空计算领域已走在世界前列,为全球智能计算基础设施的发展提供了中国方案。

“三体计算星座” 的诞生,不仅是之江实验室在智能计算领域的重大突破,更是我国在空天产业变革中的关键一步。通过算力上天、星间互联和跨学科协同,它正在打开太空应用的新边界,为人类探索宇宙、优化地球治理提供强大支撑。随着星座的逐步完善,我们有理由相信,一个 “天数天算” 的新时代正在加速到来。

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