Ve významném posunu vpřed pro hardware umělé inteligence se výzkumným týmům z Tampere University ve Finsku a Université Marie et Louis Pasteur ve Francii podařilo úspěšně demonstrovat, jak intenzivní laserové pulzy putující ultra tenkými skleněnými vlákny dokážou provádět složité AI výpočty bezprecedentní rychlostí.
Společná studie, vedená profesory Goërym Genty, Johnem Dudleym a Danielem Brunnerem, s klíčovým přispěním postdoktorandů Dr. Mathilde Hary a Dr. Andreie Ermolaeva, ukázala, že jejich optický výpočetní systém dokáže zpracovávat informace tisíckrát rychleji než tradiční elektronika na bázi křemíku. Nejpozoruhodnější je, že systém těchto rychlostí dosahuje při zachování přesnosti srovnatelné s konvenčními systémy v úlohách, jako je rozpoznávání obrazu.
"Tato práce ukazuje, jak může základní výzkum v oblasti nelineární optiky vláken přinést nové přístupy k výpočetní technice," vysvětlili vedoucí výzkumu. "Spojením fyziky a strojového učení otevíráme nové cesty k ultrarychlému a energeticky efektivnímu AI hardwaru."
Průlom využívá výpočetní architekturu známou jako Extreme Learning Machine, inspirovanou neuronovými sítěmi. Místo tradiční elektroniky a algoritmů systém provádí výpočty díky nelineární interakci mezi intenzivními světelnými pulzy a sklem. Tento přístup reaguje na rostoucí obavy z limitů tradiční elektroniky, která naráží na fyzikální hranice v oblasti šířky pásma, propustnosti dat a spotřeby energie.
Potenciální využití sahá daleko za hranice akademického výzkumu. S tím, jak AI modely stále rostou a vyžadují více energie, by tato technologie mohla pomoci řešit zásadní úzká místa v infrastruktuře výpočetní techniky. Výzkumníci si kladou za cíl vyvinout optické systémy přímo na čipu, které budou schopné pracovat v reálném čase mimo laboratorní prostředí – s využitím od zpracování signálů v reálném čase přes environmentální monitoring až po vysokorychlostní AI inference.
Tento vývoj přichází v klíčovém období pro výpočetní průmysl, kdy společnosti jako Lightmatter a LightSolver také dosahují významných pokroků v oblasti fotonických výpočtů. Lightmatter plánuje uvedení své platformy M1000 v létě 2025 a LightSolver byl nedávno jmenován Technologickým průkopníkem roku 2025 Světovým ekonomickým fórem. Závod o využití světla pro výpočetní techniku nové generace tak rychle nabírá na obrátkách.