Dans une avancée majeure pour le matériel d’intelligence artificielle, des chercheurs ont démontré que les fibres de verre pourraient remplacer le silicium comme fondement des systèmes de traitement de l’IA de prochaine génération.
Les équipes collaboratives de l’Université de Tampere en Finlande et de l’Université Marie et Louis Pasteur en France ont réussi à montrer que des impulsions laser intenses circulant dans des fibres de verre ultrafines peuvent effectuer des calculs de type IA à des vitesses inédites. Leurs travaux, publiés dans Optics Letters, présentent une nouvelle architecture informatique appelée « Extreme Learning Machine » (ELM), inspirée des réseaux neuronaux.
« Au lieu d’utiliser l’électronique conventionnelle et des algorithmes classiques, le calcul est réalisé en exploitant l’interaction non linéaire entre des impulsions lumineuses intenses et le verre », expliquent les chercheurs postdoctoraux Dr Mathilde Hary et Dr Andrei Ermolaev, qui ont dirigé l’étude. Les chercheurs ont utilisé des impulsions laser femtoseconde—un milliard de fois plus courtes qu’un flash d’appareil photo—confinées dans une zone plus fine qu’un cheveu humain pour démontrer leur système ELM optique.
Cette approche offre des avantages significatifs par rapport à l’informatique électronique traditionnelle. Alors que l’électronique conventionnelle atteint ses limites en termes de bande passante, de débit de données et de consommation énergétique, les fibres optiques peuvent transformer les signaux d’entrée des milliers de fois plus rapidement et amplifier de minuscules différences grâce à des interactions non linéaires pour les rendre détectables.
Les implications pour l’IA sont considérables. À mesure que les modèles d’IA deviennent plus volumineux et énergivores, les limites du traitement électronique deviennent de plus en plus évidentes. L’informatique optique pourrait offrir une solution en augmentant considérablement les vitesses de traitement tout en réduisant potentiellement la consommation d’énergie—un enjeu crucial à mesure que les systèmes d’IA se développent.
« En fusionnant la physique et l’apprentissage automatique, nous ouvrons de nouvelles voies vers un matériel d’IA ultrarapide et économe en énergie », déclare le professeur Goëry Genty, l’un des responsables de la recherche. L’équipe vise à développer à terme des systèmes optiques sur puce capables de fonctionner en temps réel et en dehors des laboratoires.
La recherche, financée par le Conseil de la recherche de Finlande, l’Agence nationale de la recherche française et le Conseil européen de la recherche, ouvre la voie à des applications potentielles allant du traitement de signal en temps réel à la surveillance environnementale et à l’inférence IA à grande vitesse. Alors que l’informatique traditionnelle à base de silicium atteint ses limites physiques, cette percée en informatique optique pourrait représenter l’avenir du traitement de l’IA.