חוקרים מציגים: בינה מלאכותית במהירות האור מתאפשרת לראשונה

מהפכה בחישובי AI: חישוב פוטוני מבטיח עתיד מהיר יותר

חוקרים באוניברסיטת Aalto בפינלנד פרצו את גבולות הטכנולוגיה עם הישג מדעי חסר תקדים: חישובי טנזורים במהירות האור באמצעות פוטוניקה. המחקר, שהתפרסם בכתב העת היוקרתי Nature Photonics, מציג גישה חדשנית לביצוע פעולות מתמטיות מורכבות – מה שיוכל בעתיד לשנות את פני הבינה המלאכותית כפי שאנחנו מכירים אותה.

איך עובד החישוב הפוטוני?

• פיזיקה במקום אלקטרוניקה: הטכנולוגיה מתבססת על שימוש בתכונות הפיזיקליות של האור – משרעת (amplitude) ופאזה – לקידוד נתונים דיגיטליים ולהטבעתם כתכונות פיזיקליות בשדה האופטי.
• ביצוע מקבילי בזמן אמת: בניגוד למעבדים אלקטרוניים המבצעים פעולות בצורה סדרתית, הגל האופטי מבצע את כל הפעולות המתמטיות (כמו כפל מטריצות וטנזורים) סימולטנית תוך כדי התקדמותו.
• ריבוב אורכי גל: השימוש בספקטרום רחב של אורכי גל מאפשר טיפול בפעולות טנזוריות מסיביות מסוג High-Order, מה שמאפשר תמיכה באלגוריתמי למידה עמוקה מורכבים.

מדוע זה משנה לעתיד ה־AI?

• צוואר בקבוק אנרגטי: חישובי AI מודרניים (מהכרה חזותית ועד עיבוד שפה טבעית) צורכים כמויות חשמל אסטרונומיות ונתקלים במגבלות מהירות.

"השיטה שלנו מבצעת את אותן הפעולות ש־GPU מבצע, אך **במהירות האור וללא תלות באלקטרוניקה"

– ד"ר יופנג ז'אנג, חוקר ראשי

• דמיון לפעולת מכס: ד"ר ז'אנג מציע אנלוגיה: "כמו פקיד מכס שצריך לבדוק כל חבילה בסדרה עם מכשירים שונים. הגישה האופטית מאפשרת לבדוק ולמיין את כל החבילות במכה אחת – יצירת 'ווים אופטיים' המקשרים כל קלט לפלט הנכון"
• יעילות תפעולית: המערכת פועלת באופן פסיבי ללא צורך בבקרה אלקטרונית בזמן ריצה – יתרון מכריע בפריסה מעשית.

התכנית העתידית

פרופ' ציפי סון, ראש קבוצת הפוטוניקה: "ניתן ליישם את הטכנולוגיה על כל פלטפורמה פוטונית. החזון הוא אינטגרציה ישירה לתוך שבבים פוטוניים. התקנים אלו יוכלו לבצע משימות AI מורכבות עם צריכת חשמל מזערית".

ד"ר ז'אנג מעריך כי הטכנולוגיה תשולב בפלטפורמות קיימות של חברות טכנולוגיה תוך 3-5 שנים. אבן דרך זאת עשויה להוביל ל:

1. דור חדש של מעבדים אופטיים
2. האצה אקספוננציאלית של מטלות חישוביות
3. פריצות דרך בבינה מלאכותית כללית (AGI)

למחקר המלא: Direct tensor processing with coherent light.