في تطور ثوري قد يغير مستقبل الذكاء الاصطناعي، نجح فريقان بحثيان أوروبيان في تسخير قوة الضوء لإنشاء أنظمة حوسبة ذكاء اصطناعي فائقة السرعة باستخدام ألياف زجاجية عادية.
قاد البحث التعاوني كل من الدكتورة ماثيلد هاري من جامعة تامبيري في فنلندا والدكتور أندريه إرمولايف من جامعة ماري ولويس باستور في فرنسا، حيث أظهرا كيف يمكن لنبضات ليزر قوية تمر عبر ألياف زجاجية رفيعة أن تحاكي عمليات الشبكات العصبية بسرعات غير مسبوقة.
وأوضح هاري وإرمولايف: "بدلاً من استخدام الإلكترونيات التقليدية والخوارزميات، يتم تنفيذ العمليات الحسابية من خلال الاستفادة من التفاعل غير الخطي بين نبضات الضوء القوية والزجاج". ويعتمد نظامهم على نوع معين من بنى الحوسبة يُعرف باسم "آلة التعلم القصوى"، والمستوحاة من الشبكات العصبية.
حقق الباحثون نتائج مذهلة، حيث تجاوزت دقة الاختبارات 91% في مهام التعرف على الصور أثناء العمل بسرعات تقاس بالفيمتوثانية—أي جزء من مليون مليار من الثانية. ويمثل ذلك معالجة أسرع بآلاف المرات من الأنظمة الإلكترونية الحالية.
تأتي هذه الطفرة في وقت حرج مع اقتراب الإلكترونيات التقليدية من حدودها من حيث النطاق الترددي، وسرعة نقل البيانات، واستهلاك الطاقة. ومع تزايد تعقيد نماذج الذكاء الاصطناعي واحتياجها المتزايد للطاقة، يواجه القطاع تحديات كبيرة في تطوير التقنيات الحالية.
وأشار إرمولايف: "تُظهر نماذجنا كيف تؤثر عوامل مثل التشتت، واللاخطية، وحتى الضوضاء الكمومية على الأداء، مما يوفر معرفة أساسية لتصميم الجيل القادم من أنظمة الذكاء الاصطناعي الهجينة الضوئية-الإلكترونية". ويهدف الفريق البحثي في النهاية إلى بناء أنظمة ضوئية متكاملة على الرقائق يمكنها العمل في الوقت الحقيقي خارج المختبرات.
وتتجاوز الآثار المحتملة حدود البحث الأكاديمي، إذ تشمل التطبيقات الممكنة معالجة الإشارات في الوقت الفعلي، ومراقبة البيئة، والاستدلال السريع للذكاء الاصطناعي. ومع معاناة مراكز البيانات من متطلبات الطاقة الهائلة لأنظمة الذكاء الاصطناعي الحديثة، توفر الحوسبة الضوئية مساراً واعداً نحو ذكاء اصطناعي أكثر استدامة وسرعة بشكل هائل.
يمثل هذا المشروع، الممول من مجلس البحوث الفنلندي والوكالة الوطنية للبحوث الفرنسية والمجلس الأوروبي للبحوث، خطوة مهمة نحو الحوسبة الضوئية العملية—وهو مجال شهد استثمارات تقارب 3.6 مليار دولار خلال السنوات الخمس الماضية مع تسابق الشركات لتطوير بدائل للأنظمة التقليدية المعتمدة على السيليكون.