In uno sviluppo rivoluzionario che potrebbe trasformare il futuro dell’intelligenza artificiale, due team di ricerca europei sono riusciti a sfruttare la potenza della luce per creare sistemi di calcolo AI ultra-rapidi utilizzando semplici fibre di vetro.
La ricerca congiunta, guidata dai ricercatori post-dottorato Dr.ssa Mathilde Hary dell’Università di Tampere in Finlandia e Dr. Andrei Ermolaev dell’Université Marie et Louis Pasteur in Francia, dimostra come intensi impulsi laser che viaggiano attraverso sottili fibre di vetro possano imitare le operazioni delle reti neurali a velocità senza precedenti.
"Invece di utilizzare l’elettronica e gli algoritmi convenzionali, il calcolo viene realizzato sfruttando l’interazione non lineare tra impulsi luminosi intensi e il vetro", spiegano Hary ed Ermolaev. Il loro sistema implementa una particolare classe di architetture di calcolo nota come Extreme Learning Machine, ispirata alle reti neurali.
I ricercatori hanno ottenuto risultati notevoli, con accuratezze nei test superiori al 91% in compiti di riconoscimento di immagini, operando a velocità misurate in femtosecondi—milionesimi di miliardesimo di secondo. Ciò rappresenta una capacità di elaborazione migliaia di volte più veloce rispetto ai sistemi elettronici attuali.
Questa svolta arriva in un momento cruciale, poiché l’elettronica tradizionale si avvicina ai suoi limiti in termini di banda, velocità di trasmissione dati e consumo energetico. Con i modelli di AI sempre più complessi ed energivori, il settore si trova ad affrontare sfide significative nello scalare le tecnologie attuali.
"I nostri modelli mostrano come dispersione, non linearità e persino il rumore quantistico influenzino le prestazioni, fornendo conoscenze fondamentali per progettare la prossima generazione di sistemi AI ibridi ottico-elettronici", osserva Ermolaev. Il team di ricerca punta a sviluppare in futuro sistemi ottici integrati su chip, in grado di operare in tempo reale al di fuori dei laboratori.
Le implicazioni vanno ben oltre la ricerca accademica. Le potenziali applicazioni spaziano dall’elaborazione di segnali in tempo reale al monitoraggio ambientale e all’inferenza AI ad alta velocità. Mentre i data center faticano a gestire l’enorme domanda energetica dei sistemi AI moderni, il calcolo fotonico offre una via promettente verso un’intelligenza artificiale più sostenibile e drasticamente più veloce.
Il progetto, finanziato dal Consiglio della Ricerca di Finlandia, dall’Agenzia Nazionale della Ricerca Francese e dal Consiglio Europeo della Ricerca, rappresenta un passo significativo verso il calcolo ottico pratico—un settore che ha visto investimenti per quasi 3,6 miliardi di dollari negli ultimi cinque anni, mentre le aziende si affrettano a sviluppare alternative ai sistemi tradizionali basati sul silicio.