O tehnologie uitată de 80 de ani, readusă la viață de Microsoft. Ar putea face inteligența artificială de 100 de ori mai eficientă

Oamenii de știință de la Microsoft au dezvoltat o tehnologie care ar putea revoluționa viitorul inteligenței artificiale, reducându-i drastic consumul de energie. Inspirat de o idee veche de 80 de ani, noul prototip de computer folosește lumina în locul comutatoarelor digitale, deschizând calea către o nouă paradigmă de calcul. Această inovație nu este doar un salt tehnologic, ci un răspuns direct la una dintre cele mai mari provocări ale erei digitale: amprenta de carbon tot mai mare a centrelor de date care antrenează modelele AI.

Într-un studiu publicat în prestigioasa revistă Nature, cercetătorii descriu un computer optic analogic (AOC) care, într-o zi, ar putea rezolva anumite probleme de optimizare și AI mult mai rapid și cu un consum energetic redus semnificativ față de computerele digitale moderne.

„Cel mai important aspect al AOC este că estimăm o îmbunătățire de aproximativ o sută de ori a eficienței energetice. Numai acest lucru este nemaiauzit în domeniul hardware.”, a declarat coautorul studiului, Jannes Gladrow, cercetător în domeniul AI la Microsoft.

O paradigmă de calcul inspirată de o tehnologie uitată de 80 de ani

Spre deosebire de computerele digitale clasice, care se bazează pe miliarde de comutatoare minuscule pentru a procesa informația, noul sistem utilizează micro-LED-uri și senzori de cameră. Revenirea la principiile calculului analogic, abandonate în mare parte în favoarea celui digital, demonstrează o regândire fundamentală a arhitecturii hardware, unde eficiența energetică devine prioritară în fața vitezei brute de procesare a oricărui tip de sarcină. Acesta efectuează adunări și înmulțiri folosind lumina și tensiunea la diferite intensități, într-o buclă de feedback continuu.

Practic, computerul reia calculul unei probleme de mai multe ori, îmbunătățind rezultatul cu fiecare iterație până când atinge o „stare stabilă” – soluția finală. Deoarece nu este nevoie să convertească semnalele analogice în digitale în timpul procesării, AOC economisește energie și depășește unele limite de viteză ale calculului digital.

Această abordare îl face un instrument specializat, nu un computer universal. „Îl face un ‘căutător de stare stabilă’ cu scop special pentru anumite probleme de AI și optimizare”, a explicat Aydogan Ozcan, un cercetător în calcul optic la UCLA, care nu a fost implicat în studiu.

Pentru a depăși limitările fizice ale prototipului, echipa a creat și un „geamăn digital” – un model computerizat care simulează calculele fizice ale AOC, permițând scalarea pentru probleme mult mai complexe.

Teste promițătoare pentru viitorul tehnologiei

Echipa a supus tehnologia la o serie de teste. În sarcini simple de învățare automată, precum clasificarea imaginilor, prototipul fizic a avut performanțe similare cu cele ale unui computer digital. Echipa susține că un viitor AOC, mai mare, ar putea depăși rapid un computer digital în ceea ce privește eficiența energetică.

Folosind geamănul digital, cercetătorii au reușit să reconstruiască cu precizie o imagine de scanare cerebrală de 320×320 de pixeli, utilizând doar 62,5% din datele originale. Această reușită ar putea duce, în viitor, la reducerea semnificativă a duratei scanărilor RMN.

În cele din urmă, tehnologia a fost folosită pentru a rezolva probleme financiare complexe, cum ar fi optimizarea schimburilor de fonduri între mai multe grupuri cu risc minimizat. Rezultatele au arătat o rată de succes mai mare decât cea a computerelor cuantice existente.

Deocamdată, AOC este doar un prototip. Însă, pe măsură ce viitoarele modele vor integra mai multe micro-LED-uri, aceste mașini ar putea deveni exponențial mai puternice, fiind capabile să gestioneze milioane sau chiar miliarde de variabile simultan.

„Obiectivul nostru, viziunea noastră pe termen lung, este ca acest lucru să devină o parte importantă a viitorului calculatoarelor”, a concluzionat Hitesh Ballani, cercetător în echipa Cloud Systems Futures a Microsoft.

În esență, prototipul AOC de la Microsoft nu este doar un nou hardware, ci o posibilă foaie de parcurs către un viitor în care inteligența artificială poate evolua sustenabil. Dacă tehnologia se va putea scala la nivel comercial, impactul asupra eficienței energetice ar putea redefini standardele întregii industrii.