V průlomovém vývoji, který může zásadně proměnit budoucnost umělé inteligence, se dvěma evropským výzkumným týmům podařilo využít sílu světla k vytvoření ultra rychlých AI výpočetních systémů s použitím běžných skleněných vláken.
Společný výzkum, vedený postdoktorandkou Dr. Mathilde Hary z Tamperské univerzity ve Finsku a Dr. Andrejem Ermolaevem z Univerzity Marie a Louise Pasteura ve Francii, ukazuje, jak intenzivní laserové pulzy procházející tenkými skleněnými vlákny mohou napodobovat operace neuronových sítí dosud nevídanou rychlostí.
„Místo využití běžné elektroniky a algoritmů je výpočet prováděn díky nelineární interakci mezi intenzivními světelnými pulzy a sklem,“ vysvětlují Hary a Ermolaev. Jejich systém implementuje specifickou třídu výpočetní architektury známou jako Extreme Learning Machine, inspirovanou neuronovými sítěmi.
Výzkumníci dosáhli pozoruhodných výsledků – přesnosti testů překročily 91 % v úlohách rozpoznávání obrazu, přičemž systém pracoval v řádu femtosekund, tedy miliontin miliardtiny sekundy. To znamená zpracování dat tisíckrát rychlejší než u dnešních elektronických systémů.
Tento průlom přichází v době, kdy tradiční elektronika naráží na své limity v oblasti šířky pásma, propustnosti dat a spotřeby energie. S tím, jak jsou AI modely stále složitější a energeticky náročnější, čelí průmysl významným výzvám při škálování současných technologií.
„Naše modely ukazují, jak disperze, nelinearita a dokonce i kvantový šum ovlivňují výkon, což poskytuje klíčové poznatky pro návrh nové generace hybridních opticko-elektronických AI systémů,“ poznamenává Ermolaev. Výzkumný tým si klade za cíl nakonec vyvinout optické systémy na čipu, které budou schopné pracovat v reálném čase i mimo laboratorní prostředí.
Dopady přesahují rámec akademického výzkumu. Potenciální využití sahá od zpracování signálů v reálném čase přes environmentální monitoring až po vysokorychlostní AI inference. V době, kdy datová centra zápasí s obrovskými energetickými nároky moderních AI systémů, nabízí fotonické výpočty slibnou cestu k udržitelnější a dramaticky rychlejší umělé inteligenci.
Projekt, financovaný Finskou radou pro výzkum, Francouzskou národní agenturou pro výzkum a Evropskou výzkumnou radou, představuje významný krok směrem k praktickým optickým výpočtům – oboru, do kterého bylo za posledních pět let investováno téměř 3,6 miliardy dolarů, protože firmy závodí o vývoj alternativ ke klasickým křemíkovým systémům.