В значителен пробив за хардуера на изкуствения интелект, изследователски екипи от Университета Тампере във Финландия и Университета Мари и Луи Пастьор във Франция успешно демонстрираха как интензивни лазерни импулси, преминаващи през ултра тънки стъклени влакна, могат да извършват сложни AI изчисления с невиждани досега скорости.
Съвместното изследване, ръководено от професорите Гьори Жанти, Джон Дъдли и Даниел Брунър, с ключов принос от постдокторантите д-р Матилд Ари и д-р Андрей Ермолаев, показа, че тяхната оптична изчислителна система може да обработва информация хиляди пъти по-бързо от традиционната електроника на базата на силиций. Най-впечатляващо е, че системата постига тези скорости, като същевременно запазва точност, сравнима с конвенционалните системи при задачи като разпознаване на изображения.
„Тази работа демонстрира как фундаменталните изследвания в нелинейната влакнеста оптика могат да доведат до нови подходи в изчисленията“, обясняват ръководителите на изследването. „Чрез обединяване на физиката и машинното обучение отваряме нови пътища към ултрабърз и енергийно ефективен AI хардуер.“
Пробивът използва изчислителна архитектура, известна като Extreme Learning Machine, вдъхновена от невронните мрежи. Вместо конвенционална електроника и алгоритми, системата извършва изчисления, като се възползва от нелинейното взаимодействие между интензивни светлинни импулси и стъкло. Този подход адресира нарастващите притеснения относно ограниченията на традиционната електроника, която достига физическите си лимити по отношение на пропускателна способност, скорост на предаване на данни и енергийна консумация.
Потенциалните приложения далеч надхвърлят академичните изследвания. Докато AI моделите продължават да нарастват и да изискват все повече енергия, тази технология може да помогне за преодоляване на критични затруднения в изчислителната инфраструктура. Изследователите си поставят за цел в бъдеще да изградят оптични системи върху чип, които да работят в реално време извън лабораторни условия, с приложения от обработка на сигнали в реално време до мониторинг на околната среда и високоскоростни AI изводи.
Това развитие идва в ключов момент за изчислителната индустрия, тъй като компании като Lightmatter и LightSolver също постигат значителен напредък във фотонните изчисления. С плановете на Lightmatter да пусне своята платформа M1000 през лятото на 2025 г. и с наскоро обявената от Световния икономически форум LightSolver за технологичен пионер за 2025 г., надпреварата за използване на светлината за следващото поколение изчисления се ускорява бързо.