Dans une avancée majeure pour la technologie informatique, des chercheurs européens ont démontré avec succès comment la lumière, plutôt que l’électricité, peut être exploitée pour effectuer des calculs d’intelligence artificielle à des vitesses sans précédent.
Cette recherche révolutionnaire, menée 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, montre comment des impulsions laser intenses circulant dans des fibres de verre ultra-fines peuvent imiter le traitement de l’information par l’IA, mais des milliers de fois plus rapidement que les systèmes électroniques conventionnels.
Les chercheurs ont utilisé une architecture de calcul appelée Extreme Learning Machine (ELM), inspirée des réseaux de neurones. Leur approche exploite l’interaction non linéaire entre les impulsions lumineuses intenses et le verre pour réaliser des calculs complexes. Lors de tests sur la base de données MNIST de chiffres manuscrits, leur système optique a atteint des taux de précision impressionnants, dépassant 91 % en régime de dispersion anormale et 93 % en régime 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, superviseurs de la recherche. « En fusionnant la physique et l’apprentissage automatique, nous ouvrons de nouvelles perspectives vers du matériel d’IA ultrarapide et économe en énergie. »
Cette innovation répond à des limites cruciales 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 une étude d’OpenAI —, les besoins énergétiques pour entraîner et faire fonctionner ces modèles deviennent de plus en plus insoutenables.
Les applications potentielles de cette technologie de calcul basée sur la lumière vont du traitement de signal en temps réel et de la surveillance environnementale à l’inférence d’IA à très grande vitesse. Les chercheurs visent à terme à développer des systèmes optiques intégrés sur puce, capables de fonctionner en temps réel hors 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 informatique qui pourrait contribuer à résoudre la crise énergétique croissante liée à l’IA, tout en permettant des systèmes d’IA plus puissants et réactifs.