En ny era för AI: Beräkningar med ljusets hastighet
Forskare vid Aalto-universitetet i Finland har presenterat en banbrytande optisk metod som kan komma att omdefiniera framtidens AI-beräkningar. Genom att utnyttja ljusets fundamentala egenskaper har de lyckats utföra komplexa AI-operationer i ett enda ljusflöde, vilket öppnar dörren för superdatorkraft med oöverträffad hastighet och energieffektivitet.
Från elektronik till fotonik
Dagens AI-modeller, från bildigenkänning till avancerade språkmodeller, är beroende av enorma mängder matematiska beräkningar som kallas tensoroperationer. Traditionellt har dessa hanterats av kraftfulla men energikrävande grafikkort (GPU:er) som utför operationerna steg för steg. Den nya metoden, utvecklad av ett internationellt forskarlag lett av Dr. Yufeng Zhang, ersätter elektroniska kretsar med ett passivt optiskt system.
Hur fungerar det?
Metoden går ut på att koda digital data direkt i ljusvågornas egenskaper, som amplitud och fas. När ljuset sedan färdas genom ett specialdesignat optiskt system, utförs de komplexa beräkningarna – såsom matrismultiplikationer och faltningar (convolutions) – automatiskt och parallellt genom naturliga våginterferenser.
Detta innebär att en hel tensoroperation kan slutföras under den tid det tar för ljuset att passera genom systemet – så kallad “single-shot tensor computing”.
Fördelarna med ljusbaserad AI
Genombrottet har potential att lösa flera av de största utmaningarna med dagens AI-hårdvara:
* Hastighet: Beräkningarna sker bokstavligen med ljusets hastighet, vilket är flera storleksordningar snabbare än dagens elektroniska lösningar.
* Energieffektivitet: Eftersom processen är passiv och inte kräver aktiv elektronik (förutom ljuskällan), minskar energiförbrukningen dramatiskt. Detta gör tekniken till ett mer hållbart alternativ för storskaliga AI-modeller.
* Minskad flaskhals: Genom att utföra många beräkningar simultant undviker man de flaskhalsar som uppstår när data flyttas fram och tillbaka i minnet på traditionella datorer.
Framtiden är ljus
Teamet vid Aalto-universitetet menar att tekniken kan implementeras på nästan alla optiska plattformar och planerar nu att integrera metoden direkt på fotoniska chip. Detta skulle kunna leda till en ny generation av AI-processorer som är extremt snabba och energieffektiva.
Även om det kan dröja några år innan vi ser tekniken i kommersiella produkter, är detta ett avgörande steg mot att bygga mer kraftfull, hållbar och tillgänglig artificiell intelligens.