I ett betydande framsteg för hårdvara inom artificiell intelligens har forskarteam från Tammerfors universitet i Finland och Université Marie et Louis Pasteur i Frankrike framgångsrikt visat hur intensiva laserpulser som färdas genom ultratunna glasfibrer kan utföra komplexa AI-beräkningar i en hastighet som aldrig tidigare skådats.
Den gemensamma studien, ledd av professorerna Goëry Genty, John Dudley och Daniel Brunner, med viktiga bidrag från postdoktorerna Dr. Mathilde Hary och Dr. Andrei Ermolaev, visar att deras optiska datorsystem kan bearbeta information tusentals gånger snabbare än traditionella kiselbaserade elektroniska system. Mest anmärkningsvärt är att systemet uppnår dessa hastigheter samtidigt som det bibehåller en noggrannhet jämförbar med konventionella system i uppgifter som bildigenkänning.
"Detta arbete visar hur grundforskning inom icke-linjär fiberoptik kan driva nya tillvägagångssätt för beräkning," förklarade forskningsledarna. "Genom att förena fysik och maskininlärning öppnar vi nya vägar mot ultrasnabb och energieffektiv AI-hårdvara."
Genombrottet bygger på en beräkningsarkitektur som kallas Extreme Learning Machine, inspirerad av neurala nätverk. Istället för konventionell elektronik och algoritmer utför systemet beräkningar genom att utnyttja den icke-linjära interaktionen mellan intensiva ljuspulser och glas. Detta angreppssätt adresserar växande oro kring de begränsningar som traditionell elektronik står inför, där man närmar sig de fysiska gränserna för bandbredd, datagenomströmning och energiförbrukning.
De potentiella användningsområdena sträcker sig långt bortom akademisk forskning. I takt med att AI-modeller blir allt större och mer energikrävande kan denna teknik bidra till att lösa kritiska flaskhalsar i datainfrastrukturen. Forskarna siktar på att i framtiden utveckla optiska system på chip som kan fungera i realtid utanför laboratoriemiljö, med tillämpningar som sträcker sig från realtidsignalbehandling till miljöövervakning och blixtsnabb AI-inferens.
Denna utveckling sker vid en avgörande tidpunkt för databranschen, då företag som Lightmatter och LightSolver också gör stora framsteg inom fotonisk datorteknik. Med Lightmatter som planerar att lansera sin M1000-plattform sommaren 2025 och LightSolver som nyligen utsetts till 2025 års Technology Pioneer av World Economic Forum, accelererar kapplöpningen om att utnyttja ljus för nästa generations datorsystem snabbt.