Roma – I chip per computer che combinano l’uso di luce ed elettricità hanno dimostrato di aumentare le prestazioni di calcolo, riducendo al contempo il consumo di energia, rispetto ai chip elettronici convenzionali. A descrivere le prestazioni e le potenzialità di questa tecnologia due studi, pubblicati sulla rivista Nature, condotti dagli scienziati di Lightelligence Pte e Lightmatter. I chip di elaborazione fotonica, sostengono gli autori, potrebbero soddisfare le crescenti richieste di elaborazione guidate dall’avanzamento della tecnologia dell’intelligenza artificiale. L’informatica fotonica, spiegano gli esperti, utilizza fotoni anziché elettroni, e rappresenta una potenziale soluzione per rispondere alle richieste energetiche sempre crescenti associate ai sistemi complessi dell’intelligenza artificiale. Moltiplicazione e accumulazione, operazioni computazionali centrali per l’intelligenza artificiale, possono essere eseguite in modo più rapido ed efficiente utilizzando circuiti fotonici. Tali vantaggi sono stati difficili da dimostrare nell’hardware che integra chip fotonici nell’elettronica convenzionale. Il primo gruppo di ricerca, guidato da Bo Peng, ha dimostrato l’efficienza di un acceleratore fotonico chiamato PACE, che consente un calcolo a bassissima latenza, una misura della velocità di calcolo che è importante per l’elaborazione in tempo reale. Il dispositivo su larga scala comprende oltre 16 mila componenti fotonici, e permette un calcolo ad alta velocità e una riduzione fino a 500 volte della latenza minima rispetto ai circuiti su piccola scala o ai singoli componenti fotonici. PACE, riportano gli studiosi, può risolvere problemi computazionali difficili noti come problemi di Ising, dimostrando la fattibilità del sistema per applicazioni nel mondo reale. Il secondo team, guidato da Nicholas Harris, ha descritto un processore fotonico in grado di implementare in modo efficiente modelli di intelligenza artificiale con elevata accuratezza. Questa tecnologia può eseguire il modello di elaborazione del linguaggio naturale BERT e una rete neurale chiamata ResNet, utilizzata per l’elaborazione delle immagini, con precisioni simili a quelle dei processori elettronici convenzionali. Il dispositivo ha una gamma di applicazioni, tra cui la generazione di testo simile a Shakespeare, la classificazione accurata di recensioni di film e la riproduzione di classici giochi per computer Atari come Pac-Man. Entrambi i gruppi di ricerca evidenziano la possibilità di scalare i sistemi, anche se saranno necessari ulteriori azioni di ottimizzazione. “Il calcolo fotonico – scrive in un News & Views di approfondimento Anthony Rizzo, del Dartmouth College – è in fase di sviluppo da decenni, ma queste dimostrazioni potrebbero significare che stiamo finalmente per sfruttare la potenza della luce per costruire sistemi di calcolo più potenti ed efficienti dal punto di vista energetico”. (30Science.com)
Valentina Di Paola
Nuovi chip che elaborano alla velocità della luce
(9 Aprile 2025)
Valentina Di Paola
Classe ’94, cresciuta a pane e fantascienza, laureata in Scienze della comunicazione, amante dei libri, dei gatti, del buon cibo, dei giochi da tavola e della maggior parte di ciò che è anche solo vagamente associato all’immaginario nerd. Collaboro con 30science dal gennaio 2020 e nel settembre 2021 ho ottenuto un assegno di ricerca presso l’ufficio stampa dell’Istituto di ricerca sugli ecosistemi terrestri del Consiglio nazionale delle ricerche. Se dovessi descrivermi con un aggettivo userei la parola ‘tenace’, che risulta un po’ più elegante della testardaggine che mi caratterizza da prima che imparassi a usare la voce per dar senso ai miei pensieri. Amo scrivere e disegnare, non riesco a essere ordinata, ma mi piace pensare che la mia famiglia e il mio principe azzurro abbiano imparato ad accettarlo. La top 3 dei miei sogni nel cassetto: imparare almeno una lingua straniera (il Klingon), guardare le stelle più da vicino (dal Tardis), pilotare un velivolo (il Millennium Falcon).