Dalam satu lonjakan besar ke hadapan dalam teknologi komputasi, penyelidik Eropah telah berjaya membuktikan bagaimana cahaya, dan bukannya elektrik, boleh dimanfaatkan untuk melakukan pengiraan kecerdasan buatan (AI) pada kelajuan yang belum pernah dicapai sebelum ini.
Penyelidikan yang mengubah landskap ini dijalankan oleh Dr. Mathilde Hary dari Universiti Tampere, Finland dan Dr. Andrei Ermolaev dari Université Marie et Louis Pasteur, Perancis. Mereka menunjukkan bagaimana denyutan laser berintensiti tinggi yang bergerak melalui gentian kaca ultra-nipis boleh meniru cara AI memproses maklumat, tetapi ribuan kali lebih pantas berbanding sistem elektronik konvensional.
Para penyelidik menggunakan seni bina komputasi yang dikenali sebagai Extreme Learning Machine (ELM), yang diinspirasikan oleh rangkaian neural. Pendekatan mereka memanfaatkan interaksi tak linear antara denyutan cahaya berintensiti tinggi dan kaca untuk melakukan pengiraan kompleks. Apabila diuji pada set data MNIST untuk digit tulisan tangan, sistem optik mereka mencapai kadar ketepatan mengagumkan melebihi 91% dalam rejim penyebaran anomali dan 93% dalam rejim penyebaran normal.
"Kajian ini menunjukkan bagaimana penyelidikan asas dalam optik gentian tak linear boleh mendorong pendekatan baharu dalam bidang komputasi," jelas Profesor Goëry Genty dan John M. Dudley yang menyelia penyelidikan ini. "Dengan menggabungkan fizik dan pembelajaran mesin, kami membuka laluan baharu ke arah perkakasan AI yang ultra-pantas dan cekap tenaga."
Inovasi ini menangani batasan kritikal elektronik tradisional, yang kini hampir mencapai had fizikal dari segi jalur lebar, kadar data, dan penggunaan tenaga. Ketika model AI terus berkembang secara eksponen—berganda saiznya kira-kira setiap 3.5 bulan menurut kajian OpenAI—keperluan tenaga untuk melatih dan menjalankan model-model ini menjadi semakin tidak lestari.
Aplikasi berpotensi untuk teknologi komputasi berasaskan cahaya ini merangkumi pemprosesan isyarat masa nyata, pemantauan alam sekitar, hingga inferens AI berkelajuan tinggi. Para penyelidik berhasrat untuk akhirnya membangunkan sistem optik atas cip yang boleh beroperasi secara masa nyata di luar makmal, berpotensi merevolusikan pusat data, kenderaan autonomi, dan aplikasi AI intensif lain.
Projek ini, yang dibiayai oleh Majlis Penyelidikan Finland, Agensi Penyelidikan Kebangsaan Perancis, dan Majlis Penyelidikan Eropah, mewakili perubahan asas dalam paradigma komputasi yang boleh membantu menangani krisis tenaga yang semakin meningkat dalam komputasi AI sambil membolehkan sistem AI yang lebih berkuasa dan responsif.