في خطوة نوعية متقدمة في مجال تكنولوجيا الحوسبة، نجح باحثون أوروبيون في إثبات إمكانية الاستفادة من الضوء، بدلاً من الكهرباء، لتنفيذ عمليات الذكاء الاصطناعي بسرعات غير مسبوقة.
وقد أجرى البحث الرائد كل من الدكتورة ماتيلد هاري من جامعة تامبيري في فنلندا والدكتور أندريه إرمولايف من جامعة ماري ولويس باستور في فرنسا، حيث أظهرا كيف يمكن لنبضات الليزر المكثفة التي تمر عبر ألياف زجاجية فائقة الرقة أن تحاكي طريقة معالجة الذكاء الاصطناعي للمعلومات، ولكن بسرعات تفوق الأنظمة الإلكترونية التقليدية بآلاف المرات.
اعتمد الباحثون على بنية حوسبية تُعرف باسم Extreme Learning Machine (ELM)، والمستوحاة من الشبكات العصبية. وتستفيد طريقتهم من التفاعل غير الخطي بين نبضات الضوء المكثفة والزجاج لتنفيذ عمليات حسابية معقدة. وعند اختبار النظام البصري على مجموعة بيانات MNIST للأرقام المكتوبة بخط اليد، حقق النظام معدلات دقة مبهرة تجاوزت 91% في أنظمة التشتت الشاذ و93% في أنظمة التشتت الطبيعي.
وأوضح البروفيسوران غويري جنتي وجون إم. ددلي، المشرفان على البحث: "تُظهر هذه الدراسة كيف يمكن للأبحاث الأساسية في مجال الألياف البصرية غير الخطية أن تفتح آفاقاً جديدة للحوسبة. من خلال دمج الفيزياء مع تعلم الآلة، نرسم مسارات جديدة نحو عتاد ذكاء اصطناعي فائق السرعة وموفر للطاقة".
ويعالج هذا الابتكار قيوداً جوهرية في الإلكترونيات التقليدية، التي تقترب من حدودها الفيزيائية من حيث عرض النطاق الترددي، وسرعة نقل البيانات، واستهلاك الطاقة. ومع استمرار تضخم نماذج الذكاء الاصطناعي بوتيرة متسارعة—حيث يتضاعف حجمها تقريباً كل 3.5 أشهر بحسب أبحاث OpenAI—أصبح الطلب على الطاقة لتدريب وتشغيل هذه النماذج غير مستدام بشكل متزايد.
وتشمل التطبيقات المحتملة لهذه التقنية الحوسبية المعتمدة على الضوء معالجة الإشارات في الوقت الفعلي، ومراقبة البيئة، والاستدلال السريع للذكاء الاصطناعي. ويهدف الباحثون مستقبلاً إلى تطوير أنظمة بصرية متكاملة على الرقائق يمكنها العمل في الوقت الفعلي خارج المختبرات، ما قد يحدث ثورة في مراكز البيانات والمركبات ذاتية القيادة وغيرها من التطبيقات المعتمدة على الذكاء الاصطناعي.
ويمثل هذا المشروع، الممول من مجلس البحوث الفنلندي والوكالة الوطنية الفرنسية للبحوث والمجلس الأوروبي للبحوث، تحولاً جذرياً في نماذج الحوسبة، قد يساهم في معالجة أزمة الطاقة المتزايدة في مجال الذكاء الاصطناعي، مع تمكين أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر قوة واستجابة في الوقت ذاته.