云服务和大数据分析等计算是建立在基于电气开关的基础设施之上的。然而，支持电气开关的半导体小型化技术开始显示出局限性，因此不能指望能效显着提高。随着5G移动网络未来的普及，不仅数据中心，边缘计算领域也需要能够实现高效处理的交换技术。

硅光子光开关（光开关）比电气开关表现出显着更高的能源效率，因此在光网络和计算领域等高速切换大容量数据传输路径的动态重新配置中非常有用，并且有望成为减轻电气开关负载的关键技术。小型高速光开关因其在需要约 100,000 个端口的大规模下一代数据中心和超级计算机中的潜在应用而受到全世界越来越多的关注，AIST 此前已确认具有 Clos 配置的可扩展性相当于 512 个端口和 150 万 Gbps。然而，端口之间的串扰（串扰）的影响随着规模的增加而增加，因此使用光开关的 Clos 配置中可实现的端口数量和能效尚未明确。

AIST的研究人员证明，在131,072端口光开关网络中可以实现世界上最大的总光开关容量125亿Gbps。这相当于每秒传输 600,000 个或更多蓝光光盘的数据的能力。

本研究使用AIST开发的世界上最大容量的32×32端口光开关进行循环传输实验，其中宽带光信号通过同一光开关传输九次。此外，还仔细分析了光开关中的串扰行为，并建立了最大化光开关端口数量的一般理论。这些成果满足了下一代数据中心和超级计算机对光开关的要求（图），该技术将为高容量、低延迟的下一代信息基础设施做出贡献。