Em um avanço revolucionário que pode redefinir o futuro da inteligência artificial, pesquisadores demonstraram que fibras de vidro — a mesma tecnologia que leva internet às nossas casas — podem em breve substituir o silício como base para sistemas de processamento de IA.
O estudo colaborativo, liderado pela Dra. Mathilde Hary da Universidade de Tampere, na Finlândia, e pelo Dr. Andrei Ermolaev da Université Marie et Louis Pasteur, na França, mostrou que pulsos intensos de laser viajando por fibras de vidro ultrafinas podem realizar cálculos semelhantes aos de IA em velocidades milhares de vezes superiores à eletrônica tradicional.
"Em vez de usar eletrônicos convencionais e algoritmos, a computação é realizada aproveitando a interação não linear entre pulsos intensos de luz e o vidro", explicam Hary e Ermolaev. O sistema implementa uma abordagem inspirada em redes neurais chamada Máquina de Aprendizagem Extrema (Extreme Learning Machine), alcançando resultados próximos ao estado da arte em tarefas como reconhecimento de imagens em menos de um trilionésimo de segundo.
A descoberta aborda um desafio crescente no desenvolvimento da IA. À medida que os modelos se tornam mais complexos, os sistemas tradicionais baseados em silício estão chegando ao limite em termos de largura de banda, capacidade de processamento de dados e consumo de energia. Ao utilizar luz em vez de eletricidade, essa abordagem de computação óptica pode aumentar drasticamente a velocidade de processamento, com potencial para reduzir o consumo de energia — um avanço crucial enquanto data centers enfrentam a crescente demanda energética dos sistemas de IA.
Os modelos desenvolvidos pelos pesquisadores demonstram como fatores como dispersão, não linearidade e até mesmo o ruído quântico influenciam o desempenho, fornecendo conhecimento essencial para o design de sistemas híbridos óptico-eletrônicos de IA de próxima geração. "Este trabalho demonstra como a pesquisa fundamental em fibras ópticas não lineares pode impulsionar novas abordagens para a computação. Ao unir física e aprendizado de máquina, estamos abrindo novos caminhos para hardware de IA ultrarrápido e eficiente em energia", afirmam os líderes do projeto.
Olhando para o futuro, as equipes pretendem desenvolver sistemas ópticos integrados em chips que possam operar em tempo real fora do ambiente de laboratório. As aplicações potenciais vão desde processamento de sinais em tempo real até monitoramento ambiental e inferência de IA em alta velocidade — capacidades que podem transformar setores como telecomunicações e veículos autônomos. A pesquisa conta com financiamento do Conselho de Pesquisa da Finlândia, da Agência Nacional de Pesquisa da França e do Conselho Europeu de Pesquisa.