Sa isang makabuluhang hakbang pasulong para sa pagproseso ng artificial intelligence, ipinakita ng mga Europeanong mananaliksik ang isang bagong paraan ng kompyutasyon na gumagamit ng liwanag sa halip na kuryente upang magsagawa ng masalimuot na kalkulasyon sa hindi pa nararating na bilis.
Ang tagumpay na ito ay bunga ng pagtutulungan ng mga koponan mula sa Tampere University sa Finland at Université Marie et Louis Pasteur sa France, na matagumpay na gumamit ng femtosecond laser pulses (isang bilyong beses na mas maikli kaysa sa isang camera flash) na itinutuon sa ultra-manipis na hibla ng salamin upang magsagawa ng mga AI-like na kalkulasyon. Ang kahanga-hangang tagumpay na ito ay makikita sa bilis at episyensya ng proseso—natatapos ang mga kalkulasyon sa loob lamang ng isang picosecond habang nakakamit ang higit 91% na katumpakan sa MNIST handwritten digit recognition benchmark, isang pamantayang pagsusulit para sa mga AI system.
"Ipinapakita ng gawaing ito kung paano maaaring magbunga ang pangunahing pananaliksik sa nonlinear fiber optics ng mga bagong paraan ng kompyutasyon," paliwanag ng mga pinuno ng pananaliksik na sina Propesor Goëry Genty, John Dudley, at Daniel Brunner. "Sa pagsasanib ng pisika at machine learning, nagbubukas tayo ng mga bagong landas tungo sa napakabilis at matipid sa enerhiya na AI hardware."
Gumagana ang sistema sa pamamagitan ng pagpapadala ng mga laser pulse na may taglay na iba't ibang wavelength sa mga optical fiber na mas manipis pa sa buhok ng tao. Ini-encode ng mga mananaliksik ang impormasyon sa pamamagitan ng paglalagay ng relatibong pagkaantala sa pagitan ng mga wavelength ayon sa image data. Habang naglalakbay ang liwanag sa hibla, ang nonlinear na interaksyon sa pagitan ng liwanag at salamin ay binabago ang spectrum sa mga paraan na pinananatili at pinoproseso ang naka-encode na impormasyon.
Kagiliw-giliw, natuklasan ng koponan na ang pinakamainam na performance ay hindi nagmumula sa pag-maximize ng nonlinear interactions kundi sa pagtuklas ng tamang balanse sa pagiging komplikado ng sistema. Ang pananaw na ito ay maaaring maging mahalaga sa hinaharap na pag-unlad ng mga photonic computing system.
Kasalukuyan nang nagsusumikap ang mga mananaliksik na bumuo ng mga optical system na naka-integrate sa chip na maaaring gumana nang real-time sa labas ng laboratoryo. Kapag naging matagumpay, maaaring baguhin ng teknolohiyang ito ang AI processing sa pamamagitan ng matinding pagbawas ng konsumo ng enerhiya habang pinapataas ang bilis ng pagproseso nang maraming ulit kumpara sa kasalukuyang electronic systems.
Ang pananaliksik ay inilathala sa Optics Letters, sa ilalim ng pamagat na "Limits of nonlinear and dispersive fiber propagation for an optical fiber-based extreme learning machine."