У значному прориві для апаратного забезпечення штучного інтелекту дослідницькі команди з Університету Тампере (Фінляндія) та Університету Марії та Луї Пастера (Франція) успішно продемонстрували, як інтенсивні лазерні імпульси, що проходять через ультратонкі скляні волокна, можуть виконувати складні обчислення ШІ з безпрецедентною швидкістю.
Спільне дослідження під керівництвом професорів Гері Женті, Джона Дадлі та Даніеля Бруннера, за ключової участі постдокторантів д-ра Матільди Арі та д-ра Андрія Єрмолаєва, показало, що їхня оптична обчислювальна система здатна обробляти інформацію у тисячі разів швидше за традиційну електроніку на основі кремнію. Найбільш вражаюче те, що система досягає такої швидкості, зберігаючи точність, порівнянну з класичними системами у завданнях, таких як розпізнавання зображень.
«Ця робота демонструє, як фундаментальні дослідження у нелінійній оптиці волокон можуть стимулювати нові підходи до обчислень», — пояснюють керівники дослідження. «Поєднуючи фізику та машинне навчання, ми відкриваємо нові шляхи до надшвидкого та енергоефективного апаратного забезпечення ШІ».
Прорив базується на обчислювальній архітектурі, відомій як Extreme Learning Machine, натхненній нейронними мережами. Замість традиційної електроніки та алгоритмів система виконує обчислення, використовуючи нелінійну взаємодію між інтенсивними світловими імпульсами та склом. Такий підхід вирішує зростаючі проблеми, пов’язані з обмеженнями традиційної електроніки, яка наближається до фізичних меж пропускної здатності, швидкості передачі даних та енергоспоживання.
Потенційні сфери застосування виходять далеко за межі академічних досліджень. Оскільки моделі ШІ стають дедалі більшими та енергоємнішими, ця технологія може допомогти подолати критичні вузькі місця у комп’ютерній інфраструктурі. Дослідники прагнуть у майбутньому створити оптичні системи на чипі, які працюватимуть у реальному часі поза межами лабораторій — від обробки сигналів у реальному часі до екологічного моніторингу та високошвидкісного виведення ШІ.
Цей розвиток відбувається у вирішальний момент для галузі обчислень, оскільки такі компанії, як Lightmatter та LightSolver, також досягають значних успіхів у фотонних обчисленнях. Lightmatter планує запустити свою платформу M1000 влітку 2025 року, а LightSolver нещодавно була названа Технологічним піонером 2025 року за версією Всесвітнього економічного форуму. Гонка за використання світла для обчислень нового покоління стрімко набирає обертів.