De la lumière à la place du courant : la puce qui pourrait sortir l'IA de sa spirale énergétique

L'un des principaux enjeux dans le développement de l'intelligence artificielle est l'augmentation exponentielle de la consommation d'énergie, aussi bien pour effectuer les calculs que pour refroidir les serveurs dans les centres de données. Pour répondre à cette problématique, des chercheurs de l'université de Sydney ont mis au point une puce photonique pour l'IA.

Dans un article publié dans la revue Nature Communications, ils présentent leur prototype qui utilise la lumière pour effectuer les calculs de manière analogique. La lumière se déplace bien plus rapidement que le courant électrique, rendant la puce bien plus rapide. La durée des calculs est de l'ordre de la picoseconde (un millième d'une nanoseconde).

Les photons ne rencontrant pas de résistance comme les électrons, la puce utilise beaucoup moins d'énergie et émet beaucoup moins de chaleur, réduisant les besoins en refroidissement.

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Les nanostructures deviennent des neurones

Les chercheurs ont créé des nanostructures photoniques sur la puce, qui affectent la lumière lorsqu'elle les traverse. Chaque nanostructure mesure quelques dizaines de micromètres et, une fois réunies, elles forment des réseaux neuronaux. Cet ensemble reproduit les calculs d'un modèle d'IA en utilisant la lumière. La puce ainsi obtenue a une densité computationnelle de 400 millions de paramètres au mm².

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Les chercheurs ont entraîné la puce afin qu'elle classe plus de 10 000 images médicales, notamment des IRM. Dans plusieurs expériences, la puce a obtenu une précision de 90 % à 99 %.

En intégrant l'intelligence artificielle directement au sein de nanostructures photoniques, les chercheurs espèrent réduire de manière significative la consommation électrique des centres de données.

Cette technologie pourrait être la réponse à la pénurie d’énergie annoncée qui pourrait freiner le développement de l'IA, tout en augmentant la facture énergétique pour tout le monde.