У революційному прориві, здатному змінити майбутнє штучного інтелекту, дві європейські дослідницькі команди успішно використали силу світла для створення надшвидких обчислювальних систем ШІ на основі звичайних скляних волокон.
Спільне дослідження під керівництвом докторантів Матільди Арі з Університету Тампере (Фінляндія) та Андрія Єрмолаєва з Університету Марії та Луї Пастера (Франція) демонструє, як інтенсивні лазерні імпульси, що проходять через тонкі скляні волокна, можуть імітувати роботу нейронних мереж із безпрецедентною швидкістю.
"Замість використання традиційної електроніки та алгоритмів, обчислення здійснюється завдяки нелінійній взаємодії інтенсивних світлових імпульсів зі склом", пояснюють Арі та Єрмолаєв. Їхня система реалізує особливий клас обчислювальної архітектури, відомий як Extreme Learning Machine, натхненний нейронними мережами.
Дослідники досягли вражаючих результатів: точність тестування перевищила 91% у завданнях розпізнавання зображень при роботі зі швидкістю у фемтосекундах — мільйонних частках мільярдної секунди. Це означає обробку у тисячі разів швидше за сучасні електронні системи.
Цей прорив відбувається у вирішальний момент, коли традиційна електроніка наближається до своїх меж щодо пропускної здатності, швидкості передачі даних та енергоспоживання. Оскільки моделі ШІ стають дедалі складнішими та енергоємнішими, галузь стикається зі значними викликами у масштабуванні поточних технологій.
"Наші моделі показують, як дисперсія, нелінійність і навіть квантовий шум впливають на продуктивність, надаючи критично важливі знання для розробки наступного покоління гібридних оптико-електронних систем ШІ", зазначає Єрмолаєв. Дослідницька команда має на меті у майбутньому створити оптичні системи на чипі, здатні працювати в реальному часі поза межами лабораторій.
Наслідки цього відкриття виходять далеко за межі академічних досліджень. Потенційні застосування охоплюють обробку сигналів у реальному часі, екологічний моніторинг та високошвидкісний ШІ-інференс. Оскільки дата-центри борються з величезними енергетичними потребами сучасних систем ШІ, фотонні обчислення пропонують перспективний шлях до більш стійкого та надзвичайно швидкого штучного інтелекту.
Проєкт фінансується Радою з досліджень Фінляндії, Французьким національним агентством досліджень та Європейською дослідницькою радою. Це значний крок до практичних оптичних обчислень — галузі, яка за останні п’ять років залучила майже 3,6 мільярда доларів інвестицій, оскільки компанії змагаються у розробці альтернатив традиційним кремнієвим системам.