Dans une avancée majeure qui pourrait transformer l’avenir de l’intelligence artificielle, deux équipes de recherche européennes ont réussi à exploiter la puissance de la lumière pour créer des systèmes de calcul d’IA ultrarapides utilisant de simples fibres de verre.
Cette recherche collaborative, menée par les chercheurs postdoctoraux Dre Mathilde Hary de l’Université de Tampere en Finlande et Dr Andrei Ermolaev de l’Université Marie et Louis Pasteur en France, démontre comment des impulsions laser intenses circulant dans des fibres de verre fines peuvent imiter les opérations des réseaux neuronaux à des vitesses jamais atteintes.
« Plutôt que d’utiliser l’électronique conventionnelle et des algorithmes, le calcul est réalisé en exploitant l’interaction non linéaire entre des impulsions lumineuses intenses et le verre », expliquent Hary et Ermolaev. Leur système met en œuvre une classe particulière d’architecture informatique appelée Extreme Learning Machine, inspirée des réseaux neuronaux.
Les chercheurs ont obtenu des résultats remarquables, avec des taux de précision dépassant 91 % pour des tâches de reconnaissance d’images, tout en opérant à des vitesses mesurées en femtosecondes — soit des millionièmes de milliardième de seconde. Cela représente un traitement des milliers de fois plus rapide que les systèmes électroniques actuels.
Cette percée survient à un moment critique, alors que l’électronique traditionnelle atteint ses limites en matière de bande passante, de débit de données et de consommation d’énergie. Avec des modèles d’IA de plus en plus complexes et énergivores, l’industrie fait face à d’importants défis pour faire évoluer les technologies actuelles.
« Nos modèles montrent comment la dispersion, la non-linéarité et même le bruit quantique influencent la performance, fournissant des connaissances cruciales pour concevoir la prochaine génération de systèmes hybrides IA optique-électronique », souligne Ermolaev. L’équipe de recherche vise à développer éventuellement des systèmes optiques intégrés sur puce capables de fonctionner en temps réel, hors des laboratoires.
Les retombées dépassent largement le cadre de la recherche universitaire. Les applications potentielles vont du traitement de signaux en temps réel à la surveillance environnementale, en passant par l’inférence IA à très haute vitesse. Alors que les centres de données peinent à répondre aux énormes besoins énergétiques des systèmes d’IA modernes, le calcul photonique offre une voie prometteuse vers une intelligence artificielle plus durable et radicalement plus rapide.
Le projet, financé par le Conseil de la recherche de Finlande, l’Agence nationale de la recherche française et le Conseil européen de la recherche, représente une avancée significative vers le calcul optique pratique — un domaine ayant reçu près de 3,6 milliards de dollars d’investissements au cours des cinq dernières années, alors que les entreprises cherchent à développer des alternatives aux systèmes traditionnels à base de silicium.