Dans une avancée majeure susceptible de transformer l’avenir de l’intelligence artificielle, deux équipes de recherche européennes sont parvenues à exploiter la puissance de la lumière pour créer des systèmes de calcul d’IA ultra-rapides à l’aide de simples fibres de verre.
Cette collaboration, menée par les chercheurs postdoctoraux Dr 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 très fines peuvent reproduire les opérations des réseaux neuronaux à des vitesses inédites.
« Au lieu d’utiliser l’électronique conventionnelle et des algorithmes classiques, le calcul est réalisé en tirant parti de l’interaction non linéaire entre des impulsions lumineuses intenses et la fibre de verre », expliquent Hary et Ermolaev. Leur système met en œuvre une architecture de calcul particulière, 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 fonctionnant à des vitesses mesurées en femtosecondes — soit un millionième de milliardième de seconde. Cela représente un traitement des milliers de fois plus rapide que les systèmes électroniques actuels.
Cette percée intervient à un moment crucial, alors que l’électronique traditionnelle atteint ses limites en termes de bande passante, de débit de données et de consommation énergétique. Avec des modèles d’IA toujours plus complexes et gourmands en énergie, 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 les performances, fournissant des connaissances essentielles pour concevoir la prochaine génération de systèmes hybrides IA optiques-électroniques », souligne Ermolaev. L’équipe de recherche vise à terme à développer des systèmes optiques intégrés sur puce, capables de fonctionner en temps réel en dehors des laboratoires.
Les implications dépassent largement le cadre académique. Les applications potentielles vont du traitement de signal 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 à la demande énergétique colossale 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 étape majeure vers l’informatique optique pratique — un domaine qui a attiré près de 3,6 milliards de dollars d’investissements au cours des cinq dernières années, alors que les entreprises s’efforcent de développer des alternatives aux systèmes traditionnels à base de silicium.