In een belangrijke sprong voorwaarts voor hardware voor kunstmatige intelligentie hebben onderzoeksteams van de Universiteit van Tampere in Finland en de Université Marie et Louis Pasteur in Frankrijk met succes aangetoond hoe intense laserpulsen die door ultradunne glasvezels reizen, complexe AI-berekeningen kunnen uitvoeren met ongekende snelheden.
De gezamenlijke studie, geleid door professoren Goëry Genty, John Dudley en Daniel Brunner, met belangrijke bijdragen van postdoctorale onderzoekers Dr. Mathilde Hary en Dr. Andrei Ermolaev, laat zien dat hun optische computersysteem informatie duizenden keren sneller kan verwerken dan traditionele, op silicium gebaseerde elektronica. Opmerkelijk is dat het systeem deze snelheden behaalt terwijl het een nauwkeurigheid behoudt die vergelijkbaar is met conventionele systemen bij taken zoals beeldherkenning.
"Dit werk toont aan hoe fundamenteel onderzoek in niet-lineaire vezeloptica kan leiden tot nieuwe benaderingen van computationele technologie," leggen de onderzoeksleiders uit. "Door natuurkunde en machine learning te combineren, openen we nieuwe wegen naar ultrasnelle en energiezuinige AI-hardware."
De doorbraak maakt gebruik van een computerarchitectuur die bekendstaat als een Extreme Learning Machine, geïnspireerd op neurale netwerken. In plaats van conventionele elektronica en algoritmes, vindt de berekening plaats door gebruik te maken van de niet-lineaire interactie tussen intense lichtpulsen en glas. Deze aanpak biedt een antwoord op de groeiende zorgen over de beperkingen van traditionele elektronica, die hun fysieke grenzen naderen op het gebied van bandbreedte, datadoorvoer en energieverbruik.
De potentiële toepassingen reiken veel verder dan academisch onderzoek. Nu AI-modellen steeds groter en energie-intensiever worden, kan deze technologie helpen kritieke knelpunten in de computerinfrastructuur te verlichten. De onderzoekers streven ernaar uiteindelijk optische systemen op een chip te bouwen die realtime kunnen functioneren buiten het laboratorium, met toepassingen variërend van realtime signaalverwerking tot milieumonitoring en razendsnelle AI-inferentie.
Deze ontwikkeling komt op een cruciaal moment voor de computerindustrie, nu bedrijven als Lightmatter en LightSolver eveneens grote stappen zetten in fotonische computersystemen. Met Lightmatter dat van plan is zijn M1000-platform te lanceren in de zomer van 2025 en LightSolver dat onlangs werd uitgeroepen tot 2025 Technology Pioneer door het World Economic Forum, versnelt de race om licht te benutten voor de volgende generatie computers razendsnel.