Num desenvolvimento inovador que poderá redefinir o futuro da inteligência artificial, investigadores demonstraram que as fibras de vidro — a mesma tecnologia que leva internet às nossas casas — poderão em breve substituir o silício como base dos 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, em França, mostrou que pulsos de laser intensos a viajar por fibras de vidro ultrafinas conseguem realizar cálculos semelhantes aos da IA a velocidades milhares de vezes superiores às da eletrónica tradicional.
"Em vez de recorrer à eletrónica convencional e algoritmos, o cálculo é realizado aproveitando a interação não linear entre pulsos de luz intensos e o vidro", explicam Hary e Ermolaev. O sistema implementa uma abordagem inspirada em redes neuronais, denominada Extreme Learning Machine, alcançando resultados próximos do estado da arte em tarefas como o reconhecimento de imagens em menos de um trilionésimo de segundo.
Esta descoberta responde a um desafio crescente no desenvolvimento da IA. À medida que os modelos se tornam cada vez mais complexos, os sistemas tradicionais baseados em silício aproximam-se dos seus limites em termos de largura de banda, capacidade de processamento de dados e consumo energético. Ao recorrer à luz em vez da eletricidade, esta abordagem de computação ótica poderá aumentar drasticamente as velocidades de processamento, reduzindo potencialmente as necessidades energéticas — um avanço crucial numa altura em que os centros de dados enfrentam a escalada do consumo energético dos sistemas de IA.
Os modelos dos investigadores demonstram como fatores como dispersão, não linearidade e até ruído quântico influenciam o desempenho, fornecendo conhecimento essencial para o design de sistemas híbridos ótico-eletrónicos de IA de próxima geração. "Este trabalho demonstra como a investigação fundamental em ótica não linear de fibras pode impulsionar novas abordagens à computação. Ao fundir física e aprendizagem automática, estamos a abrir novos caminhos para hardware de IA ultrarrápido e eficiente em termos energéticos", afirmam os responsáveis pelo projeto.
Olhando para o futuro, as equipas pretendem desenvolver sistemas óticos integrados em chip que possam operar em tempo real fora do ambiente laboratorial. As aplicações potenciais vão desde o processamento de sinais em tempo real à monitorização ambiental e inferência de IA de alta velocidade — capacidades que poderão transformar indústrias como as telecomunicações ou os veículos autónomos. A investigação é financiada pelo Conselho de Investigação da Finlândia, pela Agência Nacional de Investigação Francesa e pelo Conselho Europeu de Investigação.