Dalam satu lonjakan besar ke hadapan untuk pemprosesan kecerdasan buatan, penyelidik Eropah telah menunjukkan pendekatan baharu dalam pengkomputeran yang menggunakan cahaya dan bukannya elektrik untuk melakukan pengiraan kompleks pada kelajuan yang belum pernah dicapai sebelum ini.
Pencapaian ini adalah hasil kerjasama antara pasukan di Universiti Tampere di Finland dan Université Marie et Louis Pasteur di Perancis, yang berjaya menggunakan denyutan laser femtosaat (sejuta juta kali lebih pendek daripada kilatan kamera) yang diarahkan melalui gentian kaca ultra-nipis untuk melakukan pengiraan mirip AI. Apa yang menjadikan pencapaian ini luar biasa ialah kelajuan dan kecekapan proses tersebut – pengiraan diselesaikan dalam masa kurang daripada satu pikosaat sambil mencapai ketepatan lebih 91% pada penanda aras pengecaman digit tulisan tangan MNIST, ujian piawai untuk sistem AI.
"Kerja ini menunjukkan bagaimana penyelidikan asas dalam optik gentian tak linear boleh memacu pendekatan baharu dalam pengkomputeran," jelas ketua penyelidik, Profesor Goëry Genty, John Dudley, dan Daniel Brunner. "Dengan menggabungkan fizik dan pembelajaran mesin, kami membuka laluan baharu ke arah perkakasan AI yang sangat pantas dan cekap tenaga."
Sistem ini berfungsi dengan menghantar denyutan laser yang mengandungi pelbagai panjang gelombang melalui gentian optik yang lebih kecil daripada sehelai rambut manusia. Penyelidik mengekod maklumat dengan memperkenalkan kelewatan relatif antara panjang gelombang ini mengikut data imej. Apabila cahaya bergerak melalui gentian, interaksi tak linear antara cahaya dan kaca mengubah spektrum dengan cara yang mengekalkan dan memproses maklumat yang dikodkan.
Menariknya, pasukan penyelidik mendapati prestasi optimum tidak dicapai dengan memaksimumkan interaksi tak linear, tetapi dengan mencari keseimbangan tepat dalam kerumitan sistem. Penemuan ini boleh menjadi kunci penting untuk pembangunan sistem pengkomputeran fotonik pada masa hadapan.
Para penyelidik kini sedang berusaha membangunkan sistem optik atas cip yang boleh beroperasi secara masa nyata di luar makmal. Jika berjaya, teknologi ini berpotensi merevolusikan pemprosesan AI dengan mengurangkan penggunaan tenaga secara drastik sambil meningkatkan kelajuan pemprosesan berkali ganda berbanding sistem elektronik semasa.
Penyelidikan ini telah diterbitkan dalam Optics Letters, dengan makalah bertajuk "Limits of nonlinear and dispersive fiber propagation for an optical fiber-based extreme learning machine."