Ein neu entwickelter Lichtprozessor des Massachusetts Institute of Technology (MIT) verspricht ultraschnelle KI-Berechnungen bei minimalem Energieverbrauch. Das innovative System nutzt Photonen anstelle von Elektronen und vermeidet dadurch große Teile der energievergeudenden Abwärme – ein zentraler limitierender Faktor herkömmlicher Elektronik. Auch bei der Rechengeschwindigkeit soll der photonische Prozessor seine elektronischen Pendants teilweise um einen Faktor 10 übertreffen. Er integriert ein Netzwerk optischer Module, die in Analogie zu einer neuronalen Architektur arbeiten. Komplexe Klassifizierungsaufgaben lassen sich so in weniger als einer halben Nanosekunde (1 ns = 10-⁹ s) bewältigen – ein bislang unerreichter Wert.
Die Technologie kombiniert lineare und nichtlineare Operationen:
- Lineare Berechnungen erfolgen durch optische (photonische) Matrixmultiplikationen.
- Nichtlineare Operationen übernimmt eine spezielle Einheit, die sogenannten nichtlinearen optischen Funktionseinheiten (NOFUs). Diese verbinden Elektronik und Optik auf neuartige Weise.
Nach Angaben des MIT-Teams können dadurch erstmals sämtliche Berechnungen direkt auf dem Chip ausgeführt werden – zuvor waren dafür externe Prozessoren nötig. Das System arbeitet durchgängig im optischen Bereich und wandelt Signale erst bei der finalen Ausgabe in elektrischen Strom um. Die Kombination aus Geschwindigkeit und Energieeffizienz prädestiniert den Hochgeschwindigkeitsprozessor für Anwendungen in der Lidar-Technologie (z. B. für autonome Fahrzeuge) und in der HochgeschwindigkeitsTelekommunikation. Auch adaptive KI-Systeme, die sich selbst optimieren, könnten von diesem Fortschritt profitieren. Dank des geringen Energiebedarfs dürfte die Technologie zudem die Entwicklung generativer KI beschleunigen. Ein weiterer entscheidender Vorteil liegt in der Kompatibilität mit etablierten Fertigungsprozessen wie CMOS – eine Grundvoraussetzung für zuverlässige Massenproduktion bei minimaler Fehlerrate.
Optimisten sprechen bereits von einem möglichen Wendepunkt in der Geschichte der Computertechnik.
