NotiPress
Un equipo internacional de científicos logró ejecutar cálculos complejos de inteligencia artificial mediante propagación de luz, sin utilizar componentes electrónicos. Este avance, liderado por investigadores de la Universidad Aalto en Finlandia, permite procesar operaciones tensoriales en un solo paso, lo que representa una innovación significativa en el desarrollo de hardware óptico para inteligencia artificial general.
Las operaciones con tensores forman la base matemática detrás de tecnologías modernas, incluyendo el reconocimiento de imágenes, la traducción automática y otros sistemas de procesamiento de lenguaje natural. Tradicionalmente, estas operaciones requieren circuitos electrónicos y consumo energético elevado. Según el equipo, su nuevo método permite reemplazar estos sistemas con luz, eliminando la necesidad de conmutación eléctrica durante el cálculo.
“Nuestro método realiza el mismo tipo de operaciones que las GPU actuales, como convoluciones y capas de atención, pero a la velocidad de la luz”, afirmó el Dr. Yufeng Zhang, autor principal del estudio y miembro del Grupo de Fotónica de la Universidad Aalto. “En lugar de depender de circuitos electrónicos, utilizamos las propiedades físicas de la luz para realizar muchos cálculos simultáneamente”.
La técnica consiste en codificar los datos digitales en la amplitud y la fase de ondas luminosas, convirtiendo los valores numéricos en propiedades físicas del campo óptico. Cuando estas ondas interactúan, ejecutan de forma natural operaciones como multiplicaciones de matrices y tensores, fundamentales para los algoritmos de aprendizaje profundo. Esta computación tensorial de un solo disparo permite procesar información de manera paralela y con mínima pérdida energética.
Para ampliar la capacidad del sistema, los investigadores introdujeron múltiples longitudes de onda, permitiendo así el manejo de tensores de orden superior. Zhang comparó el proceso con una inspección aduanera paralela: “Imagínese que es un funcionario de aduanas que debe inspeccionar cada paquete a través de múltiples máquinas con diferentes funciones y luego clasificarlos en los contenedores correctos. Normalmente, procesaría cada paquete uno por uno. Nuestro método de computación óptica integra todos los paquetes y todas las máquinas: creamos múltiples ‘enlaces ópticos’ que conectan cada entrada con su salida correcta. Con una sola operación, un solo paso de luz, todas las inspecciones y la clasificación se realizan instantáneamente y en paralelo”.
Otro aspecto destacado es la simplicidad operativa del sistema. “Este enfoque se puede implementar en prácticamente cualquier plataforma óptica”, señaló el profesor Zhipei Sun, también de la Universidad Aalto. Según el equipo, la intención es integrar esta tecnología en chips fotónicos, lo que permitiría realizar tareas complejas de IA con un consumo energético extremadamente bajo.
Zhang estimó que el método podría ser adoptado por plataformas industriales en un plazo de tres a cinco años. “Esto creará una nueva generación de sistemas de computación óptica, acelerando significativamente las tareas complejas de IA en una miríada de campos”, concluyó.