In un significativo passo avanti per la tecnologia informatica, ricercatori europei hanno dimostrato con successo come la luce, invece dell’elettricità, possa essere sfruttata per eseguire calcoli di intelligenza artificiale a velocità senza precedenti.
La ricerca rivoluzionaria, condotta dalla dottoressa Mathilde Hary dell’Università di Tampere in Finlandia e dal dottor Andrei Ermolaev dell’Université Marie et Louis Pasteur in Francia, mostra come impulsi laser intensi che viaggiano attraverso fibre di vetro ultra-sottili possano imitare il modo in cui l’IA elabora le informazioni, ma migliaia di volte più rapidamente rispetto ai sistemi elettronici convenzionali.
I ricercatori hanno utilizzato un’architettura di calcolo nota come Extreme Learning Machine (ELM), ispirata alle reti neurali. Il loro approccio sfrutta l’interazione non lineare tra impulsi luminosi intensi e il vetro per eseguire calcoli complessi. Quando è stato testato sul dataset MNIST di cifre scritte a mano, il loro sistema ottico ha raggiunto tassi di accuratezza impressionanti: oltre il 91% in regimi di dispersione anomala e il 93% in regimi di dispersione normale.
"Questo lavoro dimostra come la ricerca fondamentale nell’ottica non lineare delle fibre possa guidare nuovi approcci al calcolo," spiegano i professori Goëry Genty e John M. Dudley, supervisori della ricerca. "Unendo fisica e machine learning, stiamo aprendo nuove strade verso hardware AI ultraveloci ed efficienti dal punto di vista energetico."
L’innovazione affronta i limiti critici dell’elettronica tradizionale, che si sta avvicinando ai suoi limiti fisici in termini di banda, throughput dei dati e consumo energetico. Poiché i modelli di intelligenza artificiale continuano a crescere esponenzialmente—raddoppiando di dimensione circa ogni 3,5 mesi secondo una ricerca di OpenAI—le richieste energetiche per l’addestramento e l’esecuzione di questi modelli stanno diventando sempre più insostenibili.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia di calcolo basata sulla luce spaziano dall’elaborazione di segnali in tempo reale e monitoraggio ambientale fino all’inferenza AI ad alta velocità. I ricercatori puntano a sviluppare in futuro sistemi ottici integrati su chip, capaci di operare in tempo reale anche fuori dai laboratori, con il potenziale di rivoluzionare data center, veicoli autonomi e altre applicazioni AI ad alta intensità.
Il progetto, finanziato dal Consiglio della Ricerca della Finlandia, dall’Agenzia Nazionale della Ricerca francese e dal Consiglio Europeo della Ricerca, rappresenta un cambiamento fondamentale nei paradigmi del calcolo che potrebbe contribuire ad affrontare la crescente crisi energetica dell’AI, consentendo allo stesso tempo sistemi di intelligenza artificiale più potenti e reattivi.