2025.11.16 | Источник: Aalto University
Оптические вычисления для ИИ получили значительный прорыв: исследователи из Университета Аалто разработали метод выполнения сложных тензорных операций с помощью одного светового луча, что открывает новую эру сверхбыстрой и энергоэффективной обработки данных искусственного интеллекта.
Революционный подход к обработке данных
Команда под руководством доктора Юфэна Чжана из Группы фотоники при Департаменте электроники и наноинженерии Университета Аалто представила фундаментально новую методологию обработки информации. Оптические вычисления для ИИ теперь позволяют выполнять сложные математические расчёты за один проход света через оптическую систему. Процесс, получивший название «однократные тензорные вычисления», функционирует со скоростью света.
Тензорные операции представляют собой форму продвинутой математики, поддерживающей большинство современных технологий, особенно искусственного интеллекта. Эти операции выходят далеко за рамки простых вычислений. Традиционные компьютеры должны разбивать такие задачи на последовательности, но свет может выполнять все их одновременно.
Технология оптических процессоров нового поколения
«Наш метод выполняет те же операции, которые обрабатывают современные GPU, такие как свёртки и слои внимания, но делает это со скоростью света», — объясняет доктор Чжан. — «Вместо того чтобы полагаться на электронные схемы, мы используем физические свойства света для одновременного выполнения множества вычислений».
Команда достигла этого, встраивая цифровую информацию в амплитуду и фазу световых волн, преобразуя числовые данные в физические вариации оптического поля. Когда эти световые волны взаимодействуют, они автоматически выполняют математические процедуры, такие как матричное и тензорное умножение, которые формируют основу глубокого обучения. Работая с несколькими длинами волн света, исследователи расширили свою технику для поддержки ещё более сложных тензорных операций высшего порядка.
Энергоэффективность и масштабируемость решения
Сегодня тензорные операции необходимы для систем ИИ, участвующих в обработке изображений, понимании языка и бесчисленных других задачах. По мере роста объёма данных традиционное цифровое оборудование, такое как GPU, сталкивается с растущей нагрузкой в скорости, потреблении энергии и масштабируемости.
Одним из наиболее значительных преимуществ этого метода является минимальное вмешательство, которое он требует. Необходимые операции происходят сами по себе по мере прохождения света, поэтому система не нуждается в активном контроле или электронном переключении во время вычислений. Световая обработка данных функционирует пассивно, без электронных компонентов.
«Этот подход может быть реализован практически на любой оптической платформе», — отмечает профессор Чжипэй Сунь, руководитель Группы фотоники Университета Аалто. — «В будущем мы планируем интегрировать эту вычислительную структуру непосредственно в фотонные чипы, что позволит световым процессорам выполнять сложные задачи ИИ с чрезвычайно низким энергопотреблением».
Перспективы внедрения оптических вычислений
Чжан отмечает, что конечная цель заключается в адаптации технологии к существующему оборудованию и платформам, используемым крупными технологическими компаниями. Он оценивает, что метод может быть включён в такие системы в течение 3–5 лет.
Оптические процессоры на основе света могут кардинально изменить индустрию искусственного интеллекта. Если традиционные GPU можно сравнить с таможенным офицером, который должен проверять каждую посылку через несколько машин с разными функциями, а затем сортировать их в правильные контейнеры по одной, то новый метод объединяет все посылки и все машины вместе. Создаются множественные «оптические крючки», которые соединяют каждый вход с правильным выходом. Всего за одну операцию, один проход света, все проверки и сортировка происходят мгновенно и параллельно.
«Это создаст новое поколение систем оптических вычислений, значительно ускоряя сложные задачи ИИ в множестве областей», — заключает Чжан.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Photonics 14 ноября 2025 года, демонстрирует потенциал энергоэффективного искусственного интеллекта на основе фотоники. Оптические вычисления для ИИ обещают радикально изменить подход к обработке больших данных, открывая путь к созданию вычислительных систем следующего поколения с беспрецедентной производительностью и минимальным энергопотреблением.
Вам также может быть интересно:
- Huawei и DeepSeek-R1-Safe: технологический взгляд на безопасный искусственный интеллект
- Солнечная энергия в 2025 году: 10 ключевых инноваций возобновляемой энергетики
- Проект OpenAI Sora 2: Революция в коротких AI-видео
Источники:
- Aalto University — A single beam of light runs AI with supercomputer power
- Nature Photonics — Direct tensor processing with coherent light
- ScienceDaily — Light-based tensor computing
Примечание:
Настоящий материал подготовлен на основании информации, размещённой в открытых источниках, и носит исключительно информационно-справочный характер. Представленные сведения не являются официальным заключением и не могут рассматриваться в качестве юридической, финансовой или иной профессиональной консультации. Публикация не имеет рекламного характера. Упоминание торговых марок, брендов и наименований организаций носит исключительно информационный характер и не подразумевает их продвижение или одобрение.
