Die Arbeit, in Zusammenarbeit mit der Universität Vigo, wurde von den PRL-UPV-Forschern José Capmany und Andrés Macho geleitet. Im Rahmen der Forschung wurden die Grundlagen einer neuen lichtbasierten Informationstheorie namens Analog Photonic Information (API) erfolgreich entwickelt und experimentell demonstriert.
Die Forschung schlägt eine neue Methode zur Informationsverarbeitung mittels integrierter Photonik vor – Schaltkreise, die mit Licht statt mit Elektrizität arbeiten. Diese Technologie würde es ermöglichen, bestimmte komplexe Berechnungen deutlich schneller und effizienter als mit aktuellen elektronischen Systemen durchzuführen, insbesondere bei Aufgaben im Bereich der künstlichen Intelligenz, wissenschaftlichen Simulationen oder medizinischen Diagnostik.
Eine neue Arbeitsweise mit mathematischen Modellen
: „Bisher wurden mathematische Rechenmodelle zuerst entworfen und anschließend versucht, die Technologie an diese anzupassen. Wir haben den Prozess umgekehrt: Wir haben ein mathematisches Modell entwickelt, das speziell darauf ausgelegt ist, die realen Möglichkeiten aktueller und zukünftiger Photonik-Technologien auszuschöpfen“, erklärte José Capmany.
Diese neue, auf Licht basierende Sprache würde die Verarbeitungszeiten und den Energieverbrauch bei Operationen reduzieren, die derzeit enorme Rechenleistung erfordern. Dies hätte direkte Auswirkungen auf Rechenzentren, deren Energiebedarf aufgrund des Aufstiegs künstlicher Intelligenz und der Verarbeitung massiver Datenmengen jährlich steigt.
Verbesserungen im Gesundheitswesen:
Zu den potenziellen Anwendungsgebieten des Systems zählen die Entwicklung neuer Medikamente mittels Molekülsimulationen, die Verbesserung autonomer Fahrsysteme, fortschrittliche Robotik und die medizinische Bildverarbeitung. Letztere könnte beispielsweise CT-Scans beschleunigen und die Zeit für die Erstellung und Verarbeitung diagnostischer Bilder verkürzen.
Die Technologie ließe sich auch in Bereichen wie Astronomie und Verteidigung einsetzen, wo enorme Datenmengen verarbeitet werden und Echtzeitreaktionen erforderlich sind.
Ein besonders wichtiger Aspekt ist die höhere Fehlertoleranz und der geringere Bedarf an zusätzlichen Ressourcen zur Fehlerkorrektur im Vergleich zu anderen aufstrebenden Technologien wie dem Quantencomputing. Dies würde die Skalierbarkeit und die zukünftige Implementierung in realen Systemen erleichtern.
„Wenn wir Erfolg haben, legen wir den Grundstein für die Entwicklung einer völlig neuen Generation photonischer Chips, die neben den heutigen elektronischen Chips eingesetzt werden können und die Art und Weise, wie wir Informationen verarbeiten, grundlegend verändern könnten“, erklärte Andrés Macho.
