В значителен напредък за компютърните технологии, европейски изследователи успешно демонстрираха как светлината, вместо електричество, може да бъде използвана за извършване на изчисления за изкуствен интелект с невиждани досега скорости.
Пионерското изследване, проведено от д-р Матилд Ари от финландския Университет Тампере и д-р Андрей Ермолаев от френския Университет Мари и Луи Пастьор, показва как интензивни лазерни импулси, преминаващи през ултра-тънки стъклени влакна, могат да имитират начина, по който ИИ обработва информация, но хиляди пъти по-бързо от конвенционалните електронни системи.
Изследователите използват архитектура за изчисления, известна като Extreme Learning Machine (ELM), вдъхновена от невронните мрежи. Техният подход се възползва от нелинейното взаимодействие между интензивните светлинни импулси и стъклото, за да извършва сложни изчисления. При тестване с набора от ръкописни цифри MNIST, тяхната оптична система постига впечатляваща точност над 91% в режим на аномална дисперсия и 93% в режим на нормална дисперсия.
"Тази работа демонстрира как фундаменталните изследвания в нелинейната оптика на влакната могат да доведат до нови подходи в изчисленията," обясняват професорите Гьори Жанти и Джон М. Дъдли, които ръководят изследването. "Чрез обединяване на физиката и машинното обучение отваряме нови пътища към свръхбърз и енергийно ефективен ИИ хардуер."
Иновацията адресира ключови ограничения на традиционната електроника, която достига физическите си граници по отношение на честотна лента, скорост на обработка на данни и енергопотребление. Докато ИИ моделите продължават да нарастват експоненциално — удвоявайки се по размер приблизително на всеки 3,5 месеца според изследване на OpenAI — енергийните нужди за трениране и използване на тези модели стават все по-неустойчиви.
Потенциалните приложения на тази технология за изчисления със светлина варират от обработка на сигнали в реално време и мониторинг на околната среда до високоскоростни ИИ изводи. Изследователите целят в бъдеще да изградят оптични системи върху чип, които да работят в реално време извън лабораторни условия, което потенциално може да революционизира дейта центровете, автономните превозни средства и други приложения с интензивно използване на ИИ.
Проектът, финансиран от Финландския изследователски съвет, Френската национална изследователска агенция и Европейския изследователски съвет, представлява фундаментална промяна в парадигмата на изчисленията, която може да помогне за справяне с нарастващата енергийна криза при ИИ изчисленията, като същевременно позволява по-мощни и отзивчиви ИИ системи.