En un avance significativo para la tecnología informática, investigadores europeos han demostrado con éxito cómo la luz, en lugar de la electricidad, puede aprovecharse para realizar cálculos de inteligencia artificial a velocidades sin precedentes.
La investigación pionera, realizada por 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, muestra cómo pulsos láser intensos que viajan a través de fibras de vidrio ultradelgadas pueden imitar la forma en que la IA procesa información, pero miles de veces más rápido que los sistemas electrónicos convencionales.
Los investigadores utilizaron una arquitectura computacional conocida como Máquina de Aprendizaje Extremo (ELM, por sus siglas en inglés), inspirada en las redes neuronales. Su enfoque aprovecha la interacción no lineal entre los pulsos de luz intensos y el vidrio para realizar cálculos complejos. Al probar su sistema óptico con el conjunto de datos MNIST de dígitos manuscritos, lograron tasas de precisión impresionantes: superiores al 91% en regímenes de dispersión anómala y al 93% en regímenes de dispersión normal.
"Este trabajo demuestra cómo la investigación fundamental en óptica no lineal de fibras puede impulsar nuevos enfoques para la computación", explicaron los profesores Goëry Genty y John M. Dudley, quienes supervisaron la investigación. "Al fusionar la física y el aprendizaje automático, estamos abriendo nuevos caminos hacia hardware de IA ultrarrápido y eficiente en energía".
La innovación aborda limitaciones críticas de la electrónica tradicional, que está alcanzando sus límites físicos en cuanto a ancho de banda, capacidad de transmisión de datos y consumo de energía. A medida que los modelos de IA continúan creciendo exponencialmente—duplicando su tamaño aproximadamente cada 3.5 meses según investigaciones de OpenAI—las demandas energéticas para entrenar y ejecutar estos modelos se han vuelto cada vez más insostenibles.
Las posibles aplicaciones de esta tecnología de computación basada en luz van desde el procesamiento de señales en tiempo real y el monitoreo ambiental hasta la inferencia de IA a alta velocidad. Los investigadores buscan eventualmente desarrollar sistemas ópticos en chip que puedan operar en tiempo real fuera de entornos de laboratorio, con el potencial de revolucionar centros de datos, vehículos autónomos y otras aplicaciones intensivas en IA.
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 cambio fundamental en los paradigmas de la computación que podría ayudar a abordar la creciente crisis energética en la computación de IA, al mismo tiempo que permite sistemas de IA más potentes y receptivos.