Wielki krok naprzód w dziedzinie sprzętu dla sztucznej inteligencji wykonali zespoły badawcze z Uniwersytetu w Tampere (Finlandia) oraz Uniwersytetu Marie et Louis Pasteur (Francja), które z powodzeniem zademonstrowały, jak intensywne impulsy laserowe przesyłane przez ultracienkie włókna szklane mogą realizować złożone obliczenia AI z niespotykaną dotąd szybkością.
Wspólne badania, prowadzone przez profesorów Goëry’ego Genty, Johna Dudleya i Daniela Brunnera, z kluczowym udziałem dr Mathilde Hary oraz dr Andrieja Ermolaeva, wykazały, że ich optyczny system obliczeniowy jest w stanie przetwarzać informacje tysiące razy szybciej niż tradycyjna elektronika oparta na krzemie. Co najważniejsze, system ten zachowuje dokładność porównywalną z konwencjonalnymi rozwiązaniami w zadaniach takich jak rozpoznawanie obrazów.
„Nasza praca pokazuje, jak fundamentalne badania nad nieliniową optyką światłowodową mogą napędzać nowe podejścia do obliczeń” – tłumaczą liderzy projektu. „Łącząc fizykę i uczenie maszynowe, otwieramy nowe ścieżki do ultrawydajnego i energooszczędnego sprzętu AI.”
Przełom opiera się na architekturze obliczeniowej znanej jako Extreme Learning Machine, inspirowanej sieciami neuronowymi. Zamiast tradycyjnej elektroniki i algorytmów, system realizuje obliczenia, wykorzystując nieliniowe oddziaływanie intensywnych impulsów świetlnych z włóknem szklanym. Takie podejście odpowiada na rosnące obawy związane z ograniczeniami tradycyjnej elektroniki, która zbliża się do fizycznych granic przepustowości, wydajności i zużycia energii.
Potencjalne zastosowania wykraczają daleko poza badania akademickie. W miarę jak modele AI stają się coraz większe i bardziej energochłonne, ta technologia może pomóc rozwiązać kluczowe wąskie gardła infrastruktury obliczeniowej. Badacze planują w przyszłości stworzyć zintegrowane układy optyczne, które będą działać w czasie rzeczywistym poza laboratorium – z zastosowaniami od przetwarzania sygnałów po monitoring środowiska i ultraszybkie wnioskowanie AI.
Ten rozwój pojawia się w kluczowym momencie dla branży komputerowej. Firmy takie jak Lightmatter i LightSolver również osiągają znaczące postępy w dziedzinie obliczeń fotonowych. Lightmatter planuje uruchomienie swojej platformy M1000 latem 2025 roku, a LightSolver niedawno został uznany przez Światowe Forum Ekonomiczne za Technologicznego Pioniera 2025 roku. Wyścig o wykorzystanie światła w komputerach nowej generacji nabiera więc tempa.