Em um avanço significativo para a tecnologia da computação, pesquisadores europeus demonstraram com sucesso como a luz, em vez da eletricidade, pode ser utilizada para realizar cálculos de inteligência artificial em velocidades sem precedentes.
A pesquisa inovadora, conduzida pela Dra. Mathilde Hary da Universidade de Tampere, na Finlândia, e pelo Dr. Andrei Ermolaev da Université Marie et Louis Pasteur, na França, mostra como pulsos intensos de laser viajando por fibras de vidro ultrafinas podem imitar o modo como a IA processa informações, porém milhares de vezes mais rápido do que sistemas eletrônicos convencionais.
Os pesquisadores utilizaram uma arquitetura computacional conhecida como Extreme Learning Machine (ELM), inspirada em redes neurais. A abordagem aproveita a interação não linear entre pulsos intensos de luz e o vidro para realizar cálculos complexos. Quando testado no conjunto de dados MNIST de dígitos manuscritos, o sistema óptico atingiu taxas de precisão impressionantes, superando 91% em regimes de dispersão anômala e 93% em regimes de dispersão normal.
"Este trabalho demonstra como pesquisas fundamentais em óptica não linear de fibras podem impulsionar novas abordagens para a computação", explicaram os professores Goëry Genty e John M. Dudley, que supervisionaram o estudo. "Ao unir física e aprendizado de máquina, estamos abrindo novos caminhos para hardware de IA ultrarrápido e eficiente em energia."
A inovação aborda limitações críticas da eletrônica tradicional, que está se aproximando de seus limites físicos em termos de largura de banda, capacidade de dados e consumo de energia. À medida que os modelos de IA continuam a crescer exponencialmente — dobrando de tamanho aproximadamente a cada 3,5 meses, segundo pesquisa da OpenAI —, as demandas energéticas para treinar e operar esses modelos têm se tornado cada vez mais insustentáveis.
As possíveis aplicações dessa tecnologia de computação baseada em luz vão desde processamento de sinais em tempo real e monitoramento ambiental até inferência de IA em alta velocidade. Os pesquisadores pretendem, futuramente, desenvolver sistemas ópticos integrados em chips que possam operar em tempo real fora dos laboratórios, potencialmente revolucionando data centers, veículos autônomos e outras aplicações intensivas em IA.
O projeto, financiado pelo Conselho de Pesquisa da Finlândia, pela Agência Nacional de Pesquisa da França e pelo Conselho Europeu de Pesquisa, representa uma mudança fundamental no paradigma computacional, que pode ajudar a enfrentar a crescente crise energética da IA ao mesmo tempo em que possibilita sistemas de inteligência artificial mais poderosos e responsivos.