V průlomovém vývoji, který by mohl změnit budoucnost umělé inteligence, vědci prokázali, že skleněná vlákna – stejná technologie, která přivádí internet do našich domovů – by brzy mohla nahradit křemík jako základ AI výpočetních systémů.
Společný výzkum vedený Dr. Mathilde Hary z Tampere University ve Finsku a Dr. Andrejem Ermolaevem z Université Marie et Louis Pasteur ve Francii ukázal, že intenzivní laserové pulzy procházející ultra tenkými skleněnými vlákny dokážou provádět výpočty podobné těm v AI tisíckrát rychleji než tradiční elektronika.
„Místo použití běžné elektroniky a algoritmů je výpočet prováděn díky nelineární interakci mezi intenzivními světelnými pulzy a sklem,“ vysvětlují Hary a Ermolaev. Jejich systém využívá přístup inspirovaný neuronovými sítěmi, nazývaný Extreme Learning Machine, a dosahuje téměř špičkových výsledků v úlohách, jako je rozpoznávání obrazu, za méně než biliontinu sekundy.
Tento průlom řeší narůstající problém ve vývoji AI. Jak se modely stávají stále složitějšími, tradiční křemíkové systémy narážejí na limity v propustnosti, přenosu dat a spotřebě energie. Využitím světla místo elektřiny by tento optický výpočetní přístup mohl dramaticky zvýšit rychlost zpracování a zároveň potenciálně snížit energetické nároky – což je zásadní pokrok v době, kdy datová centra zápasí s rostoucí spotřebou AI systémů.
Modely vědců ukazují, jak výkon ovlivňují faktory jako disperze, nelinearita či dokonce kvantový šum, a poskytují klíčové poznatky pro návrh nové generace hybridních opticko-elektronických AI systémů. „Tato práce ukazuje, jak může základní výzkum v oblasti nelineární optiky vláken přinést nové přístupy k výpočtům. Spojením fyziky a strojového učení otevíráme nové cesty k ultrarychlému a energeticky efektivnímu AI hardwaru,“ uvádějí vedoucí projektu.
Do budoucna týmy plánují vyvinout optické systémy na čipu, které budou schopné pracovat v reálném čase mimo laboratoř. Potenciální využití sahá od zpracování signálů v reálném čase přes environmentální monitoring až po rychlé AI inferenční systémy – schopnosti, které mohou proměnit odvětví od telekomunikací po autonomní vozidla. Výzkum je financován Radou pro výzkum Finska, Francouzskou národní agenturou pro výzkum a Evropskou výzkumnou radou.