En un avance revolucionario que podría transformar el futuro de la inteligencia artificial, dos equipos de investigación europeos han logrado aprovechar el poder de la luz para crear sistemas de computación de IA ultrarrápidos utilizando fibras de vidrio convencionales.
La investigación colaborativa, liderada por las investigadoras posdoctorales la Dra. Mathilde Hary de la Universidad de Tampere en Finlandia y el Dr. Andrei Ermolaev de la Université Marie et Louis Pasteur en Francia, demuestra cómo los pulsos láser intensos que viajan a través de fibras de vidrio delgadas pueden imitar las operaciones de las redes neuronales a velocidades sin precedentes.
"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", explicaron Hary y Ermolaev. Su sistema implementa una clase particular de arquitectura computacional conocida como Máquina de Aprendizaje Extremo (Extreme Learning Machine), inspirada en las redes neuronales.
Los investigadores obtuvieron resultados notables, con precisiones superiores al 91% en tareas de reconocimiento de imágenes, operando a velocidades medidas en femtosegundos—millonésimas de una milmillonésima de segundo. Esto supone un procesamiento miles de veces más rápido que los sistemas electrónicos actuales.
Este avance llega en un momento crítico, ya que la electrónica tradicional se acerca a sus límites en cuanto a ancho de banda, capacidad de transmisión de datos y consumo energético. Con modelos de IA cada vez más complejos y voraces en energía, la industria se enfrenta a importantes desafíos para escalar las tecnologías actuales.
"Nuestros modelos muestran cómo la dispersión, la no linealidad e incluso el ruido cuántico influyen en el rendimiento, proporcionando conocimientos clave para diseñar la próxima generación de sistemas híbridos óptico-electrónicos de IA", señaló Ermolaev. El equipo de investigación aspira a desarrollar en el futuro sistemas ópticos integrados en chip que puedan funcionar en tiempo real fuera de los entornos de laboratorio.
Las implicaciones van mucho más allá de la investigación académica. Las aplicaciones potenciales abarcan desde el procesamiento de señales en tiempo real hasta la monitorización medioambiental y la inferencia de IA a alta velocidad. A medida que los centros de datos luchan con las enormes demandas energéticas de los sistemas de IA modernos, la computación fotónica ofrece una vía prometedora hacia una inteligencia artificial más sostenible y radicalmente más rápida.
El proyecto, financiado por el Consejo de Investigación de Finlandia, la Agencia Nacional de Investigación de Francia y el Consejo Europeo de Investigación, representa un paso significativo hacia la computación óptica práctica—un campo que ha recibido casi 3.600 millones de dólares de inversión en los últimos cinco años, mientras las empresas compiten por desarrollar alternativas a los sistemas tradicionales basados en silicio.