In un importante passo avanti per l’hardware dell’intelligenza artificiale, team di ricerca dell’Università di Tampere in Finlandia e dell’Université Marie et Louis Pasteur in Francia hanno dimostrato con successo come impulsi laser intensi che viaggiano attraverso fibre di vetro ultra-sottili possano eseguire calcoli complessi di IA a velocità senza precedenti.
Lo studio collaborativo, guidato dai professori Goëry Genty, John Dudley e Daniel Brunner, con contributi chiave dei ricercatori post-doc Dr. Mathilde Hary e Dr. Andrei Ermolaev, ha dimostrato che il loro sistema di calcolo ottico può elaborare informazioni migliaia di volte più velocemente rispetto all’elettronica tradizionale basata sul silicio. Ancora più notevole, il sistema raggiunge queste velocità mantenendo una precisione paragonabile ai sistemi convenzionali in compiti come il riconoscimento delle immagini.
"Questo lavoro dimostra come la ricerca fondamentale nell’ambito delle fibre ottiche non lineari possa guidare nuovi approcci al calcolo," hanno spiegato i responsabili della ricerca. "Unendo fisica e machine learning, stiamo aprendo nuove strade verso hardware IA ultrarapidi ed efficienti dal punto di vista energetico."
La scoperta sfrutta un’architettura di calcolo nota come Extreme Learning Machine, ispirata alle reti neurali. Invece dell’elettronica e degli algoritmi convenzionali, il sistema esegue i calcoli sfruttando l’interazione non lineare tra impulsi luminosi intensi e vetro. Questo approccio affronta le crescenti preoccupazioni riguardo ai limiti dell’elettronica tradizionale, che si sta avvicinando ai suoi limiti fisici in termini di banda, throughput dei dati e consumo energetico.
Le potenziali applicazioni vanno ben oltre la ricerca accademica. Poiché i modelli di IA continuano a crescere in dimensioni e richiesta energetica, questa tecnologia potrebbe aiutare a superare i principali colli di bottiglia nelle infrastrutture di calcolo. I ricercatori puntano a sviluppare, in futuro, sistemi ottici integrati su chip capaci di operare in tempo reale al di fuori dei laboratori, con applicazioni che spaziano dall’elaborazione in tempo reale dei segnali al monitoraggio ambientale e all’inferenza IA ad alta velocità.
Questo sviluppo arriva in un momento cruciale per l’industria del calcolo, mentre aziende come Lightmatter e LightSolver stanno anch’esse compiendo progressi significativi nel computing fotonico. Con Lightmatter che prevede il lancio della piattaforma M1000 nell’estate 2025 e LightSolver recentemente nominata Technology Pioneer 2025 dal World Economic Forum, la corsa a sfruttare la luce per il calcolo di nuova generazione sta accelerando rapidamente.