Dans une avancée majeure pour le matériel d’intelligence artificielle, des équipes de recherche de l’Université de Tampere en Finlande et de l’Université Marie et Louis Pasteur en France ont démontré avec succès comment des impulsions laser intenses circulant dans des fibres de verre ultra-fines peuvent effectuer des calculs complexes d’IA à des vitesses jamais atteintes.
L’étude collaborative, dirigée par les professeurs Goëry Genty, John Dudley et Daniel Brunner, avec des contributions clés des chercheurs postdoctoraux Dr Mathilde Hary et Dr Andrei Ermolaev, a montré que leur système de calcul optique peut traiter l’information des milliers de fois plus rapidement que l’électronique traditionnelle à base de silicium. Plus remarquable encore, le système atteint ces vitesses tout en maintenant une précision comparable à celle des systèmes conventionnels pour des tâches telles que la reconnaissance d’images.
« Ce travail démontre comment la recherche fondamentale en optique non linéaire des fibres peut ouvrir de nouvelles approches du calcul », expliquent les responsables de la recherche. « En fusionnant la physique et l’apprentissage automatique, nous ouvrons de nouvelles voies vers un matériel d’IA ultrarapide et économe en énergie. »
Cette percée s’appuie sur une architecture de calcul appelée Extreme Learning Machine, inspirée des réseaux de neurones. Au lieu de l’électronique et des algorithmes classiques, le système réalise les calculs en exploitant l’interaction non linéaire entre des impulsions lumineuses intenses et le verre. Cette approche répond aux préoccupations croissantes concernant les limites de l’électronique traditionnelle, qui approche de ses limites physiques en termes de bande passante, de débit de données et de consommation énergétique.
Les applications potentielles vont bien au-delà de la recherche académique. Alors que les modèles d’IA continuent de croître en taille et en besoins énergétiques, cette technologie pourrait contribuer à résoudre des goulets d’étranglement critiques dans l’infrastructure informatique. Les chercheurs visent à terme à développer des systèmes optiques sur puce capables de fonctionner en temps réel hors des laboratoires, avec des applications allant du traitement de signal en temps réel à la surveillance environnementale et à l’inférence IA à très grande vitesse.
Cette avancée intervient à un moment crucial pour l’industrie informatique, alors que des entreprises comme Lightmatter et LightSolver réalisent également des progrès significatifs dans le calcul photonique. Avec Lightmatter qui prévoit de lancer sa plateforme M1000 à l’été 2025 et LightSolver récemment désignée comme Pionnier Technologique 2025 par le Forum Économique Mondial, la course pour exploiter la lumière au service de l’informatique de prochaine génération s’accélère rapidement.