Dans une avancée majeure pour la technologie informatique, des chercheurs européens ont démontré avec succès comment la lumière, plutôt que l’électricité, peut être utilisée pour effectuer des calculs d’intelligence artificielle à des vitesses inégalées.
Cette recherche révolutionnaire, 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, montre comment des impulsions laser intenses circulant dans des fibres de verre ultra-fines peuvent imiter la façon dont l’IA traite l’information, mais des milliers de fois plus rapidement que les systèmes électroniques conventionnels.
Les chercheurs ont utilisé une architecture informatique appelée Machine à Apprentissage Extrême (Extreme Learning Machine – ELM), inspirée des réseaux neuronaux. Leur approche exploite l’interaction non linéaire entre des impulsions lumineuses intenses et le verre pour effectuer des calculs complexes. Lors de tests sur l’ensemble de données MNIST de chiffres manuscrits, leur système optique a atteint des taux de précision impressionnants, dépassant 91 % dans les régimes de dispersion anormale et 93 % dans les régimes de dispersion normale.
« Ce travail démontre comment la recherche fondamentale en optique non linéaire des fibres peut ouvrir la voie à de nouvelles approches du calcul », expliquent les professeurs Goëry Genty et John M. Dudley, qui ont supervisé la recherche. « En fusionnant la physique et l’apprentissage machine, nous ouvrons de nouvelles voies vers du matériel d’IA ultrarapide et écoénergétique. »
Cette innovation répond à des limites critiques de l’électronique traditionnelle, qui approche de ses limites physiques en termes de bande passante, de débit de données et de consommation d’énergie. Alors que les modèles d’IA continuent de croître de façon exponentielle — doublant de taille environ tous les 3,5 mois selon des recherches d’OpenAI — les besoins énergétiques pour entraîner et exploiter ces modèles deviennent de plus en plus insoutenables.
Les applications potentielles de cette technologie informatique basée sur la lumière vont du traitement de signaux en temps réel et de la surveillance environnementale à l’inférence d’IA à haute vitesse. Les chercheurs visent à terme à développer des systèmes optiques intégrés sur puce pouvant fonctionner en temps réel à l’extérieur des laboratoires, ce qui pourrait révolutionner les centres de données, les véhicules autonomes et d’autres applications gourmandes en IA.
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 un changement fondamental de paradigme en informatique qui pourrait contribuer à résoudre la crise énergétique croissante liée au calcul de l’IA, tout en permettant des systèmes d’IA plus puissants et réactifs.