En un avance revolucionario que podría redefinir el futuro de la inteligencia artificial, investigadores han demostrado que las fibras de vidrio —la misma tecnología que lleva internet a nuestros hogares— podrían sustituir pronto al silicio como base de los sistemas de procesamiento de IA.
El estudio colaborativo, liderado por la Dra. Mathilde Hary de la Universidad de Tampere en Finlandia y el Dr. Andrei Ermolaev de la Universidad Marie et Louis Pasteur en Francia, ha demostrado que los pulsos láser intensos que recorren fibras de vidrio ultrafinas pueden realizar cálculos similares a los de la IA a velocidades miles de veces superiores a las de la electrónica tradicional.
"En lugar de utilizar la electrónica y los algoritmos convencionales, el cálculo se realiza aprovechando la interacción no lineal entre los pulsos de luz intensos y el vidrio", explican Hary y Ermolaev. Su sistema implementa un enfoque inspirado en redes neuronales denominado Máquina de Aprendizaje Extremo, logrando resultados cercanos al estado del arte en tareas como el reconocimiento de imágenes en menos de una billonésima de segundo.
Este avance aborda un desafío creciente en el desarrollo de la IA. A medida que los modelos se vuelven cada vez más complejos, los sistemas tradicionales basados en silicio están llegando a sus límites en términos de ancho de banda, capacidad de transmisión de datos y consumo energético. Al aprovechar la luz en lugar de la electricidad, este enfoque de computación óptica podría aumentar drásticamente la velocidad de procesamiento y, potencialmente, reducir los requisitos energéticos, un avance crucial en un momento en que los centros de datos luchan con la creciente demanda energética de los sistemas de IA.
Los modelos de los investigadores demuestran cómo factores como la dispersión, la no linealidad e incluso el ruido cuántico influyen en el rendimiento, proporcionando conocimientos esenciales para diseñar los sistemas híbridos óptico-electrónicos de IA de próxima generación. "Este trabajo demuestra cómo la investigación fundamental en óptica no lineal de fibras puede impulsar nuevos enfoques en la computación. Al fusionar la física y el aprendizaje automático, estamos abriendo nuevas vías hacia un hardware de IA ultrarrápido y eficiente energéticamente", afirman los responsables del proyecto.
De cara al futuro, los equipos aspiran a desarrollar sistemas ópticos integrados en chip que puedan funcionar en tiempo real fuera del laboratorio. Las aplicaciones potenciales van desde el procesamiento de señales en tiempo real hasta la monitorización medioambiental y la inferencia de IA a alta velocidad, capacidades que podrían transformar sectores como las telecomunicaciones o los vehículos autónomos. La investigación cuenta con financiación del Consejo de Investigación de Finlandia, la Agencia Nacional de Investigación de Francia y el Consejo Europeo de Investigación.