Dalam sebuah terobosan penting bagi perangkat keras kecerdasan buatan, para peneliti telah menunjukkan bagaimana serat kaca dapat menggantikan silikon sebagai fondasi sistem pemrosesan AI generasi berikutnya.
Tim peneliti kolaboratif dari Universitas Tampere di Finlandia dan Université Marie et Louis Pasteur di Prancis berhasil membuktikan bahwa pulsa laser intens melalui serat kaca ultra-tipis dapat melakukan komputasi mirip AI dengan kecepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya. Karya mereka, yang dipublikasikan di Optics Letters, memperkenalkan arsitektur komputasi baru yang dikenal sebagai Extreme Learning Machine (ELM), yang terinspirasi dari jaringan saraf tiruan.
"Alih-alih menggunakan elektronik dan algoritma konvensional, komputasi dicapai dengan memanfaatkan interaksi nonlinier antara pulsa cahaya intens dan kaca," jelas peneliti postdoktoral Dr. Mathilde Hary dan Dr. Andrei Ermolaev, yang memimpin studi ini. Para peneliti menggunakan pulsa laser femtosekon—sepersejuta miliar detik, jauh lebih singkat dari kilatan kamera—yang dikonsentrasikan pada area lebih kecil dari sehelai rambut manusia untuk mendemonstrasikan sistem ELM optik mereka.
Pendekatan ini menawarkan keunggulan signifikan dibandingkan komputasi elektronik tradisional. Sementara elektronik konvensional mulai mencapai batas dalam hal bandwidth, throughput data, dan konsumsi daya, serat optik dapat mentransformasi sinyal input ribuan kali lebih cepat serta memperkuat perbedaan kecil melalui interaksi nonlinier agar menjadi lebih mudah dikenali.
Implikasinya bagi AI sangat besar. Seiring model AI yang terus berkembang dan semakin haus energi, keterbatasan pemrosesan elektronik menjadi semakin jelas. Komputasi optik dapat menjadi solusi dengan secara dramatis meningkatkan kecepatan pemrosesan sekaligus berpotensi menurunkan konsumsi energi—sebuah pertimbangan krusial ketika sistem AI semakin berskala besar.
"Dengan menggabungkan fisika dan machine learning, kami membuka jalan baru menuju perangkat keras AI yang sangat cepat dan hemat energi," ujar Profesor Goëry Genty, salah satu pemimpin riset. Tim ini menargetkan untuk membangun sistem optik on-chip yang dapat beroperasi secara real-time dan di luar lingkungan laboratorium.
Penelitian ini didanai oleh Dewan Riset Finlandia, Badan Riset Nasional Prancis, dan Dewan Riset Eropa, serta mengarah pada potensi aplikasi mulai dari pemrosesan sinyal waktu nyata, pemantauan lingkungan, hingga inferensi AI berkecepatan tinggi. Ketika komputasi berbasis silikon tradisional mendekati batas fisiknya, terobosan komputasi optik ini bisa menjadi masa depan teknologi pemrosesan AI.