Naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii dokonali przełomu, opracowując chip, który wykorzystuje światło zamiast elektryczności do przeprowadzania skomplikowanych obliczeń matematycznych, niezbędnych w procesie szkolenia systemów sztucznej inteligencji. Ta innowacja, opisana w Nature Photonics, wykorzystuje fale świetlne do drastycznego przyspieszenia prędkości przetwarzania danych i zmniejszenia zużycia energii, otwierając nową erę w obliczeniach AI i oferując potencjalne rozwiązania dla problemów związanych z efektywnością energetyczną i prywatnością danych.

Zespół badawczy, kierowany przez Nadera Enghetę i Firooza Aflatouniego, zaprojektował krzemowo-fotoniczny (SiPh) chip, który manipuluje materiałem półprzewodnikowym, umożliwiając dynamiczne programowanie wzorców laserowych. Ta zdolność do rekonfiguracji w czasie rzeczywistym jest kluczowa dla uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. Nietypowe zastosowanie aktywnych materiałów, które modyfikują światło w taki sposób, by wzmocnić amplitudę sygnałów, jest sercem tego naukowego przełomu.

Innowacja ta ma potencjał nie tylko do przyspieszenia rozwoju AI poprzez efektywniejsze i szybsze przetwarzanie danych, ale również do zminimalizowania śladu węglowego związanego z intensywnymi obliczeniowo procesami szkolenia AI, dzięki znacznie niższemu zużyciu energii. Ponadto, wykorzystanie światła zamiast tradycyjnych metod elektrycznych do przeprowadzania obliczeń otwiera nowe możliwości w zakresie bezpieczeństwa danych. Technologia ta umożliwia wykonanie wielu zadań jednocześnie, co eliminuje potrzebę przechowywania wrażliwych informacji w pamięci komputera, co czyni takie systemy znacznie trudniejszymi do zhakowania.

Dzięki tym zaletom, chip krzemowo-fotoniczny stanowi obiecującą ścieżkę do tworzenia bardziej zrównoważonych i bezpiecznych systemów obliczeniowych, które mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w sztucznej inteligencji, ale także w szerokim zakresie zastosowań cywilnych i wojskowych. Mimo że technologia ta stoi przed wyzwaniami, takimi jak skalowalność i integracja z istniejącymi systemami, jej potencjał do zmiany paradygmatu w obliczeniach jest niezaprzeczalny.

Wraz z postępem w dziedzinie fotonicznych technologii obliczeniowych, możemy spodziewać się szybszego rozwoju inteligentnych systemów zdolnych do przetwarzania danych z niespotykaną prędkością i efektywnością, napędzając innowacje w każdej dziedzinie życia, od medycyny po transport i ponadto, zmniejszając nasz wpływ na środowisko poprzez obniżenie zużycia energii.