Dans une avancée majeure susceptible de 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 de l’IA.
L’étude collaborative, dirigée par la Dr 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 ultra-fines peuvent réaliser des calculs de type 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 classiques, 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 de neurones, appelée Machine d’Apprentissage Extrême, atteignant des résultats proches de l’état de l’art pour des tâches telles que 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 atteignent leurs limites en termes de bande passante, de débit de données et de consommation énergétique. En exploitant la lumière plutôt que l’électricité, cette approche de calcul optique pourrait augmenter considérablement les vitesses de traitement tout en réduisant potentiellement les besoins énergétiques—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, voire le bruit quantique, influencent les performances, fournissant des connaissances essentielles pour concevoir la prochaine génération de systèmes hybrides optiques-électroniques pour l’IA. « Ce travail montre comment la recherche fondamentale en optique non linéaire des fibres peut ouvrir de nouvelles voies pour le calcul. En fusionnant la physique et l’apprentissage automatique, nous ouvrons de nouvelles perspectives vers un matériel d’IA ultrarapide et économe en énergie », déclarent les responsables du projet.
Pour l’avenir, les équipes visent à développer des systèmes optiques intégrés sur puce capables de fonctionner en temps réel en dehors des laboratoires. Les applications potentielles vont du traitement du signal en temps réel à la surveillance environnementale et à l’inférence IA à grande 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.