I en banebrydende udvikling, der kan forvandle fremtiden for kunstig intelligens, har to europæiske forskerhold med succes udnyttet lysets kraft til at skabe ultrahurtige AI-computersystemer ved hjælp af almindelige glasfibre.
Det fælles forskningsprojekt, ledet af postdoc-forskerne Dr. Mathilde Hary fra Tampere Universitet i Finland og Dr. Andrei Ermolaev fra Université Marie et Louis Pasteur i Frankrig, demonstrerer, hvordan intense laserimpulser, der bevæger sig gennem tynde glasfibre, kan efterligne neurale netværks operationer med hidtil usete hastigheder.
"I stedet for at bruge konventionel elektronik og algoritmer opnås beregningerne ved at udnytte den ikke-lineære interaktion mellem intense lysimpulser og glasset," forklarer Hary og Ermolaev. Deres system implementerer en særlig type computerarkitektur kendt som en Extreme Learning Machine, inspireret af neurale netværk.
Forskerne opnåede bemærkelsesværdige resultater med testnøjagtigheder på over 91 % i billedgenkendelsesopgaver, mens systemet arbejdede med hastigheder målt i femtosekunder—milliontedele af en milliardtedel af et sekund. Det svarer til behandling tusindvis af gange hurtigere end nutidens elektroniske systemer.
Gennembruddet kommer på et kritisk tidspunkt, hvor traditionelle elektroniske systemer nærmer sig deres grænser for båndbredde, datagennemstrømning og strømforbrug. Efterhånden som AI-modeller bliver stadig mere komplekse og energikrævende, står branchen over for betydelige udfordringer med at skalere de nuværende teknologier.
"Vores modeller viser, hvordan dispersion, ikke-linearitet og endda kvantestøj påvirker ydeevnen og giver afgørende viden til at designe næste generation af hybride optisk-elektroniske AI-systemer," bemærker Ermolaev. Forskerholdet sigter mod på sigt at bygge optiske systemer direkte på chips, der kan fungere i realtid uden for laboratoriet.
Implikationerne rækker langt ud over akademisk forskning. Potentielle anvendelser spænder fra realtids signalbehandling til miljøovervågning og lynhurtig AI-inferens. I takt med at datacentre kæmper med det enorme strømforbrug fra moderne AI-systemer, tilbyder fotonisk computing en lovende vej mod mere bæredygtig og dramatisk hurtigere kunstig intelligens.
Projektet, der er finansieret af Det Finske Forskningsråd, det Franske Nationale Forskningsagentur og Det Europæiske Forskningsråd, markerer et væsentligt skridt mod praktisk optisk computing—et felt, der har set investeringer på næsten 3,6 milliarder dollars over de seneste fem år, mens virksomheder konkurrerer om at udvikle alternativer til traditionelle siliciumbaserede systemer.