In einem bedeutenden technologischen Fortschritt, der am 20. Juni 2025 bekannt gegeben wurde, haben zwei europäische Forscherteams erfolgreich gezeigt, wie intensive Laserpulse durch ultradünne Glasfasern KI-ähnliche Berechnungen tausendfach schneller als herkömmliche elektronische Methoden durchführen können.
Der Durchbruch, angeführt von Professor Goëry Genty von der Universität Tampere sowie John Dudley und Daniel Brunner von der Université Marie et Louis Pasteur, stellt einen grundlegenden Wandel in der Computerarchitektur dar. Durch die Nutzung von Licht anstelle von Elektrizität für Berechnungen verspricht die Technologie nicht nur beispiellose Verarbeitungsgeschwindigkeiten, sondern auch eine deutlich verbesserte Energieeffizienz.
„Diese Arbeit zeigt, wie Grundlagenforschung in der nichtlinearen Faseroptik neue Ansätze für das Rechnen ermöglichen kann. Durch die Verbindung von Physik und maschinellem Lernen eröffnen wir neue Wege zu ultraschneller und energieeffizienter KI-Hardware“, erklärten die Leiter der Forscherteams. Ihr System erreichte über 91 % Genauigkeit bei der Klassifizierung handgeschriebener Ziffern in weniger als einer Pikosekunde – eine Leistung, die mit modernen digitalen Methoden vergleichbar ist, jedoch bei weitaus höheren Geschwindigkeiten.
Besonders vielversprechend an diesem Ansatz ist, dass er nicht einfach auf reine Rechenleistung setzt. Die Forscher fanden heraus, dass optimale Ergebnisse durch ein sorgfältiges Gleichgewicht zwischen Faserlänge, Dispersion (dem Unterschied in der Ausbreitungsgeschwindigkeit verschiedener Wellenlängen) und Leistungsniveaus erzielt werden – und nicht durch maximale nichtlineare Wechselwirkung.
Parallel dazu haben KI-Forscher am Schweizer Paul Scherrer Institut ein System des maschinellen Lernens entwickelt, das in Sekundenschnelle klimafreundliche Zementrezepturen erstellen kann. Unter der Leitung der Mathematikerin Romana Boiger entwickelte das Team ein „digitales Kochbuch für klimafreundlichen Zement“, das Zementformulierungen simuliert und optimiert, um den CO₂-Ausstoß deutlich zu senken und dabei die strukturelle Leistungsfähigkeit zu erhalten.
Diese Entwicklung adressiert eine zentrale ökologische Herausforderung, da die Zementproduktion etwa 6 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verursacht. Das KI-System kann Tausende potenzieller Zutatenkombinationen in kürzester Zeit bewerten und so Rezepturen identifizieren, die den CO₂-Fußabdruck reduzieren und gleichzeitig die wesentlichen Eigenschaften des Zements bewahren.
Zusammen zeigen diese Durchbrüche, wie KI sowohl die Computerinfrastruktur transformiert als auch hilft, drängende Umweltprobleme zu lösen – und weisen auf eine Zukunft hin, in der technologische Entwicklungen schneller, effizienter und potenziell nachhaltiger werden.