Într-o evoluție revoluționară care ar putea transforma viitorul inteligenței artificiale, două echipe de cercetare europene au reușit să valorifice puterea luminii pentru a crea sisteme de calcul AI ultra-rapide folosind fibre de sticlă obișnuite.
Cercetarea colaborativă, condusă de cercetătorii postdoctorali dr. Mathilde Hary de la Universitatea Tampere din Finlanda și dr. Andrei Ermolaev de la Universitatea Marie et Louis Pasteur din Franța, demonstrează cum impulsurile laser intense care traversează fibre subțiri de sticlă pot imita operațiunile rețelelor neuronale la viteze fără precedent.
„În loc să folosim electronică și algoritmi convenționali, calculul este realizat prin exploatarea interacțiunii neliniare dintre impulsurile luminoase intense și sticlă”, au explicat Hary și Ermolaev. Sistemul lor implementează o clasă particulară de arhitectură de calcul cunoscută sub numele de Extreme Learning Machine, inspirată de rețelele neuronale.
Cercetătorii au obținut rezultate remarcabile, cu acurateți de peste 91% în sarcini de recunoaștere a imaginilor, funcționând la viteze măsurate în femtosecunde—milionimi de miliardime de secundă. Aceasta înseamnă o procesare de mii de ori mai rapidă decât sistemele electronice actuale.
Această descoperire vine într-un moment critic, pe măsură ce electronica tradițională se apropie de limitele sale în ceea ce privește lățimea de bandă, viteza de transfer a datelor și consumul de energie. Odată cu creșterea complexității și a cerințelor energetice ale modelelor AI, industria se confruntă cu provocări semnificative în scalarea tehnologiilor actuale.
„Modelele noastre arată cum dispersia, neliniaritatea și chiar zgomotul cuantic influențează performanța, oferind cunoștințe esențiale pentru proiectarea următoarei generații de sisteme AI hibride optico-electronice”, a subliniat Ermolaev. Echipa de cercetare își propune să dezvolte în viitor sisteme optice integrate pe cip, care să poată funcționa în timp real, în afara laboratoarelor.
Implicațiile depășesc cu mult sfera cercetării academice. Aplicațiile potențiale variază de la procesarea în timp real a semnalelor, la monitorizare de mediu și inferență AI de mare viteză. Pe măsură ce centrele de date se confruntă cu cerințele energetice uriașe ale sistemelor AI moderne, calculul fotonic oferă o cale promițătoare spre o inteligență artificială mai sustenabilă și dramatic mai rapidă.
Proiectul, finanțat de Consiliul de Cercetare al Finlandei, Agenția Națională de Cercetare a Franței și Consiliul European de Cercetare, reprezintă un pas semnificativ către calculul optic practic—un domeniu care a atras investiții de aproape 3,6 miliarde de dolari în ultimii cinci ani, pe măsură ce companiile se întrec să dezvolte alternative la sistemele tradiționale pe bază de siliciu.