Num avanço revolucionário que poderá transformar o futuro da inteligência artificial, duas equipas de investigação europeias conseguiram aproveitar o poder da luz para criar sistemas de computação de IA ultrarrápidos utilizando fibras de vidro comuns.
A investigação colaborativa, liderada pelos investigadores pós-doutorados Dra. Mathilde Hary da Universidade de Tampere, na Finlândia, e Dr. Andrei Ermolaev da Université Marie et Louis Pasteur, em França, demonstra como pulsos de laser intensos a percorrer fibras de vidro finíssimas conseguem imitar operações de redes neuronais a velocidades sem precedentes.
"Em vez de utilizarmos eletrónica 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 implementa uma arquitetura de computação específica conhecida como Extreme Learning Machine, inspirada em redes neuronais.
Os investigadores alcançaram resultados notáveis, com taxas de precisão superiores a 91% em tarefas de reconhecimento de imagens, operando a velocidades medidas em femtossegundos — milionésimos de milésimo de segundo. Isto representa um processamento milhares de vezes mais rápido do que os sistemas eletrónicos atuais.
Esta descoberta surge num momento crítico, à medida que a eletrónica tradicional se aproxima dos seus limites em termos de largura de banda, capacidade de transmissão de dados e consumo energético. Com os modelos de IA a tornarem-se cada vez mais complexos e exigentes em energia, a indústria enfrenta desafios significativos para escalar as tecnologias atuais.
"Os nossos modelos mostram como a dispersão, a não linearidade e até o ruído quântico influenciam o desempenho, fornecendo conhecimento essencial para o desenvolvimento da próxima geração de sistemas híbridos óptico-eletrónicos de IA", salientou Ermolaev. A equipa de investigação pretende, futuramente, construir sistemas ópticos integrados que possam funcionar em tempo real fora do ambiente laboratorial.
As implicações vão muito além da investigação académica. As potenciais aplicações vão desde o processamento de sinais em tempo real até à monitorização ambiental e inferência de IA em alta velocidade. À medida que os centros de dados lutam com as enormes exigências energéticas dos sistemas modernos de IA, a computação fotónica apresenta-se como um caminho promissor para uma inteligência artificial mais sustentável e drasticamente mais rápida.
O projeto, financiado pelo Conselho de Investigação da Finlândia, pela Agência Nacional de Investigação Francesa e pelo Conselho Europeu de Investigação, representa um passo significativo rumo à computação óptica prática — um campo que registou quase 3,6 mil milhões de dólares em investimento nos últimos cinco anos, à medida que as empresas correm para desenvolver alternativas aos sistemas tradicionais baseados em silício.