U revolucionarnom razvoju koji bi mogao preoblikovati budućnost umjetne inteligencije, istraživači su pokazali da staklena vlakna — ista ona tehnologija koja nam dovodi internet u domove — uskoro mogu zamijeniti silikon kao temelj AI procesorskih sustava.
Zajedničko istraživanje, koje su vodili dr. Mathilde Hary sa Sveučilišta Tampere u Finskoj i dr. Andrei Ermolaev sa Sveučilišta Marie et Louis Pasteur u Francuskoj, pokazalo je da intenzivni laserski impulsi koji prolaze kroz ultra-tanka staklena vlakna mogu izvoditi izračune slične onima u AI-u tisućama puta brže od tradicionalne elektronike.
"Umjesto korištenja konvencionalne elektronike i algoritama, izračun se postiže iskorištavanjem nelinearne interakcije između intenzivnih svjetlosnih impulsa i stakla", objašnjavaju Hary i Ermolaev. Njihov sustav implementira pristup inspiriran neuronskim mrežama, poznat kao Extreme Learning Machine, postižući gotovo najmodernije rezultate u zadacima poput prepoznavanja slika u manje od trilijuntog dijela sekunde.
Ovo otkriće odgovara na rastući izazov u razvoju AI-a. Kako modeli postaju sve složeniji, tradicionalni silicijski sustavi približavaju se svojim granicama u pogledu propusnosti, protoka podataka i potrošnje energije. Korištenjem svjetlosti umjesto električne energije, ovaj optički pristup računalstvu mogao bi dramatično povećati brzinu obrade uz potencijalno smanjenje energetskih zahtjeva — što je ključno poboljšanje dok se podatkovni centri bore s rastućom potrošnjom energije AI sustava.
Modeli istraživača pokazuju kako čimbenici poput disperzije, nelinearnosti pa čak i kvantnog šuma utječu na performanse, pružajući ključna saznanja za dizajn sljedeće generacije hibridnih optičko-elektroničkih AI sustava. "Ovaj rad pokazuje kako temeljna istraživanja u nelinearnoj optici vlakana mogu potaknuti nove pristupe računalstvu. Spajanjem fizike i strojnog učenja otvaramo nove putove prema ultrabrzom i energetski učinkovitom AI hardveru", ističu voditelji projekta.
Gledajući unaprijed, timovi planiraju razviti optičke sustave na čipu koji mogu raditi u stvarnom vremenu izvan laboratorijskih uvjeta. Potencijalne primjene kreću se od obrade signala u stvarnom vremenu do praćenja okoliša i visokobrzinskog AI zaključivanja — mogućnosti koje bi mogle transformirati industrije od telekomunikacija do autonomnih vozila. Istraživanje financiraju Vijeće za istraživanje Finske, Francuska nacionalna istraživačka agencija i Europsko istraživačko vijeće.