Em um avanço revolucionário que pode transformar o futuro da inteligência artificial, duas equipes de pesquisa europeias conseguiram utilizar o poder da luz para criar sistemas de computação de IA ultrarrápidos usando fibras de vidro comuns.
A pesquisa colaborativa, liderada pelas pós-doutoras Dra. Mathilde Hary, da Universidade de Tampere, na Finlândia, e Dra. Andrei Ermolaev, da Université Marie et Louis Pasteur, na França, demonstra como pulsos intensos de laser viajando por fibras de vidro finas podem imitar operações de redes neurais em velocidades sem precedentes.
"Em vez de usar eletrônica e algoritmos convencionais, a computação é realizada aproveitando a interação não linear entre pulsos de luz intensos e o vidro", explicaram Hary e Ermolaev. O sistema deles implementa uma classe específica de arquitetura computacional conhecida como Extreme Learning Machine, inspirada em redes neurais.
Os pesquisadores alcançaram resultados notáveis, com acurácia nos testes superior a 91% em tarefas de reconhecimento de imagens, operando em velocidades medidas em femtossegundos — milionésimos de um bilionésimo de segundo. Isso representa um processamento milhares de vezes mais rápido do que os sistemas eletrônicos atuais.
A descoberta surge em um momento crítico, já que a eletrônica tradicional se aproxima de seus limites em termos de largura de banda, throughput de dados e consumo de energia. Com os modelos de IA se tornando cada vez mais complexos e exigentes em energia, a indústria enfrenta desafios significativos para escalar as tecnologias atuais.
"Nossos modelos mostram como dispersão, não linearidade e até mesmo o ruído quântico influenciam o desempenho, fornecendo conhecimento fundamental para projetar a próxima geração de sistemas híbridos óptico-eletrônicos de IA", destacou Ermolaev. A equipe de pesquisa pretende, futuramente, construir sistemas ópticos em chip que possam operar em tempo real fora dos ambientes laboratoriais.
As implicações vão muito além da pesquisa acadêmica. As aplicações potenciais variam desde processamento de sinais em tempo real até monitoramento ambiental e inferência de IA em alta velocidade. À medida que data centers enfrentam as enormes demandas energéticas dos sistemas modernos de IA, a computação fotônica surge como um caminho promissor para uma inteligência artificial mais sustentável e dramaticamente mais rápida.
O projeto, financiado pelo Conselho de Pesquisa da Finlândia, pela Agência Nacional de Pesquisa da França e pelo Conselho Europeu de Pesquisa, representa um passo significativo rumo à computação óptica prática — um campo que recebeu quase US$ 3,6 bilhões em investimentos nos últimos cinco anos, à medida que empresas correm para desenvolver alternativas aos sistemas tradicionais baseados em silício.