Berechnungen mit Lichtgeschwindigkeit: Australischer photonischer Chip verspricht eine Revolution in der Energieeffizienz von KI

Forscher der University of Sydney haben einen Prototyp eines nanophotonischen Chips vorgestellt, der KI-Berechnungen mit Lichtgeschwindigkeit durchführen kann. Diese Entwicklung könnte ein Schlüssel zur Lösung des globalen Problems des hohen Energieverbrauchs von Rechenzentren werden, da sie Photonen statt Elektronen zur Datenverarbeitung nutzt.

Wie der Chip Berechnungen in weniger als einer Sekunde durchführt

Traditionelle Siliziumprozessoren erzeugen während des Betriebs aufgrund des elektrischen Widerstands der Leiter eine erhebliche Menge an Wärme. Der nanophotonische Chip nutzt Licht, das ohne Widerstand und ohne Erwärmung durch Strukturen hindurchtritt.

Der photonische Chip ist äußerst klein und nur wenige Dutzend Mikrometer breit (etwa die Dicke eines menschlichen Haares). Der Chip arbeitet durch die Bildung neuronaler Verbindungen innerhalb seiner Nanostrukturen – ähnlich wie das menschliche Gehirn. Dadurch dauern Berechnungen nur wenige Pikosekunden, also genau die Zeit, die Licht benötigt, um das Gerät zu durchqueren.

Dieses Funktionsprinzip zeigt, dass KI-Beschleuniger entwickelt werden können, die keine großen Mengen an Energie oder Wasser zur Kühlung benötigen. Solche Technologien machen eine umweltneutrale Infrastruktur in naher Zukunft realistisch.

​Weitere Anwendungsmöglichkeiten

Wissenschaftler haben die Technologie bereits in der Medizin getestet. Der photonische Chip kann mehr als 10.000 komplexe medizinische Bilder klassifizieren, darunter MRT-Aufnahmen innerer Organe. Die Klassifizierungsgenauigkeit lag zwischen 90 % und 99 %.