Dans une avancée révolutionnaire qui pourrait redéfinir l’avenir de l’intelligence artificielle, des chercheurs ont démontré que les fibres de verre — la même technologie qui fournit l’Internet à nos foyers — pourraient bientôt remplacer le silicium comme base des systèmes de traitement pour l’IA.
L’étude collaborative, menée par la Dre Mathilde Hary de l’Université de Tampere en Finlande et le Dr Andrei Ermolaev de l’Université Marie et Louis Pasteur en France, a montré que des impulsions laser intenses circulant dans des fibres de verre ultrafines peuvent réaliser des calculs semblables à ceux de l’IA à des vitesses des milliers de fois supérieures à celles de l’électronique traditionnelle.
« Au lieu d’utiliser l’électronique conventionnelle et des algorithmes, le calcul est réalisé en tirant parti de l’interaction non linéaire entre les impulsions lumineuses intenses et le verre », expliquent Hary et Ermolaev. Leur système met en œuvre une approche inspirée des réseaux neuronaux, appelée machine d’apprentissage extrême (Extreme Learning Machine), atteignant des résultats presque à la fine pointe dans des tâches comme la reconnaissance d’images en moins d’un billionième de seconde.
Cette percée répond à un défi croissant dans le développement de l’IA. À mesure que les modèles deviennent de plus en plus complexes, les systèmes traditionnels à base de silicium approchent leurs limites en termes de bande passante, de débit de données et de consommation d’énergie. En exploitant la lumière plutôt que l’électricité, cette approche de calcul optique pourrait augmenter considérablement la vitesse de traitement tout en réduisant potentiellement la demande énergétique — une avancée cruciale alors que les centres de données peinent à répondre à la demande énergétique croissante des systèmes d’IA.
Les modèles des chercheurs démontrent comment des facteurs tels que la dispersion, la non-linéarité et même le bruit quantique influencent la performance, fournissant des connaissances essentielles pour la conception des futurs systèmes hybrides IA optiques-électroniques. « Ce travail démontre comment la recherche fondamentale en optique non linéaire des fibres peut ouvrir la voie à de nouvelles approches du calcul. En fusionnant la physique et l’apprentissage machine, nous ouvrons de nouvelles voies vers un matériel IA ultrarapide et écoénergétique », affirment les responsables du projet.
Pour la suite, les équipes souhaitent développer des systèmes optiques intégrés sur puce capables de fonctionner en temps réel, hors des laboratoires. Les applications potentielles vont du traitement de signal en temps réel à la surveillance environnementale et à l’inférence IA à haute vitesse — des capacités qui pourraient transformer des secteurs allant des télécommunications aux véhicules autonomes. La recherche est financée par le Conseil de la recherche de Finlande, l’Agence nationale de la recherche française et le Conseil européen de la recherche.