U značajnom proboju za hardver umjetne inteligencije, istraživači su pokazali kako bi staklena vlakna mogla zamijeniti silicij kao temelj za AI procesorske sustave nove generacije.
Suradnički istraživački timovi sa Sveučilišta Tampere u Finskoj i Sveučilišta Marie et Louis Pasteur u Francuskoj uspješno su demonstrirali da intenzivni laserski impulsi kroz ultra-tanka staklena vlakna mogu izvoditi izračune nalik onima umjetne inteligencije neviđenim brzinama. Njihov rad, objavljen u časopisu Optics Letters, prikazuje novu računalnu arhitekturu poznatu kao Extreme Learning Machine (ELM), inspiriranu neuronskim mrežama.
"Umjesto korištenja konvencionalne elektronike i algoritama, izračunavanje se postiže iskorištavanjem nelinearne interakcije između intenzivnih svjetlosnih impulsa i stakla", objašnjavaju postdoktorandi dr. Mathilde Hary i dr. Andrei Ermolaev, voditelji studije. Istraživači su koristili femtosekundne laserske impulse—milijardu puta kraće od bljeska fotoaparata—zarobljene u području manjem od djelića ljudske vlasi kako bi demonstrirali svoj optički ELM sustav.
Ovakav pristup nudi značajne prednosti u odnosu na tradicionalno elektroničko računalstvo. Dok konvencionalna elektronika doseže svoje granice u propusnosti, prijenosu podataka i potrošnji energije, optička vlakna mogu transformirati ulazne signale tisućama puta brže i pojačati sitne razlike kroz nelinearne interakcije kako bi ih učinila prepoznatljivima.
Implikacije za umjetnu inteligenciju su duboke. Kako AI modeli postaju sve veći i energetski zahtjevniji, ograničenja elektroničke obrade postaju sve očitija. Optičko računalstvo moglo bi ponuditi rješenje dramatičnim povećanjem brzine obrade uz potencijalno smanjenje potrošnje energije—ključni čimbenik kako AI sustavi rastu.
"Spajajući fiziku i strojno učenje, otvaramo nove puteve prema ultrabrzom i energetski učinkovitom AI hardveru", kaže profesor Goëry Genty, jedan od voditelja istraživanja. Tim planira dalje razvijati optičke sustave na čipu koji mogu raditi u stvarnom vremenu i izvan laboratorijskih uvjeta.
Istraživanje, financirano od strane Finskog istraživačkog vijeća, Francuske nacionalne istraživačke agencije i Europskog istraživačkog vijeća, ukazuje na potencijalne primjene od obrade signala u stvarnom vremenu do praćenja okoliša i brze AI inferencije. Kako tradicionalno računalstvo temeljeno na siliciju doseže svoje fizičke granice, ovaj proboj u optičkom računalstvu mogao bi predstavljati budućnost AI procesorske tehnologije.