Sem chips de silício: Explorando a computação optica

Em um momento onde se avalia intensamente o impacto ambiental gerado por sistemas de inteligência artificial baseados em LLMs (Large Language Model), um grupo de pesquisadores de diversos países apresentou uma inovação que promete ser um divisor de águas.

Sob a orientação do Professor Mario Chemnitz e do Dr. Bennet Fischer, do Instituto Leibniz de Tecnologia Fotônica (Leibniz IPHT) em Jena, foi desenvolvido um computador inovador. Este não depende de silício, que é a matéria prima dos processadores atuais. Ao invés disso, ele usa ondas de luz transmitidas por uma única fibra óptica. Nos próximos parágrafos eu trago mais detalhes sobre esta descoberta.

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Luz ao invés de silício

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Esta equipe de cientistas explorou as interações peculiares entre as ondas de luz dentro das fibras ópticas para criar um sistema avançado de aprendizado artificial. Esta abordagem única dispensa o uso massivo de infraestrutura eletrônica, marcando uma mudança significativa em relação aos modelos convencionais que utilizam chips eletrônicos com milhares de componentes.

“Utilizamos uma única fibra óptica para imitar o poder computacional de inúmeras redes neurais“, explica o Prof. Chemnitz. “Aproveitando as propriedades físicas únicas da luz, esse sistema permitirá o processamento rápido e eficiente de grandes quantidades de dados no futuro.“

De acordo com o portal Tech Xplore, a técnica consiste em codificar dados — seja de pixels de imagens ou elementos de frequência de áudio — em canais de cores de impulsos de luz de curta duração. Esses impulsos transmitem informações através da fibra, onde são submetidos a diversas alterações, como amplificações e atenuações. O surgimento de novas combinações de cores ao final da fibra facilita a identificação de padrões de dados ou contextos específicos.

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Descoberta ainda está em estágio inicial de testes

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O método foi aplicado com êxito em um estudo inicial para o diagnóstico de infecções por COVID-19 a partir de amostras de voz coletadas pela Universidade de Cambridge. Os resultados obtidos superaram as taxas de detecção dos sistemas digitais mais avançados até então.

“É a primeira vez que se comprova que tal dinâmica de interação das ondas de luz em fibras ópticas é capaz de classificar informações complexas sem a necessidade de softwares avançados de IA“, ressaltou o Prof. Chemnitz.

Essa descoberta pode, no futuro, possibilitar computadores que não precisem nem de silêncio e de sistemas que não sejam tão dependentes de IA. Plataformas de inteligência artificial usam uma quantidade muito grande de energia. Por exemplo, só as ferramentas de IA do Google podem consumir tanta energia quanto um país do tamanho da Irlanda!

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Fonte: Tech Xplore