在人工智能处理领域迈出的重要一步中，欧洲研究人员展示了一种全新的计算方法：利用光而非电来以空前的速度完成复杂计算。
这一突破源自芬兰坦佩雷大学与法国玛丽-路易斯·巴斯德大学团队的合作。他们成功利用飞秒激光脉冲（其持续时间比相机闪光短十亿倍），通过超薄玻璃光纤实现了类AI计算。令人瞩目的是，这一过程不仅速度极快、效率极高——在不到一皮秒的时间内完成计算，并在AI系统标准测试MNIST手写数字识别基准上取得了91%以上的准确率。
“这项工作展示了非线性光纤光学的基础研究如何推动计算新方法的发展，”研究负责人Goëry Genty、John Dudley和Daniel Brunner教授解释道。“通过将物理学与机器学习相结合，我们正在为实现超高速、能效极高的AI硬件开辟新路径。”
该系统的工作原理是，将包含多种波长的激光脉冲通过横截面比人类头发还细的光纤传输。研究人员根据图像数据，通过调整这些波长之间的相对延迟来编码信息。当光在光纤中传播时，光与玻璃之间的非线性相互作用会以保留并处理编码信息的方式改变光谱。
有趣的是，团队发现，最佳性能并非来自最大化非线性作用，而是要在系统复杂性中找到精确的平衡。这一见解对于未来光子计算系统的开发至关重要。
目前，研究人员正致力于开发可在实验室外实时运行的片上光学系统。如果成功，这项技术有望彻底改变AI处理方式，在大幅降低能耗的同时，将处理速度提升数个数量级，远超当前电子系统。
相关研究已发表在《Optics Letters》期刊，论文题为《Limits of nonlinear and dispersive fiber propagation for an optical fiber-based extreme learning machine》（基于光纤的极限学习机中非线性与色散光纤传输的极限）。