Apresentados dois computadores de luz prximos do lanamento comercial

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 10/04/2025

Computao com luz

A computao fotnica, que usa processadores que funcionam com luz em vez de eletricidade, tem dado inmeras demonstraes em escala de laboratrio de que estamos prximos de dar o prximo salto tecnolgico na informtica.

Agora, duas empresas emergentes anunciaram dois sistemas de computao baseados em luz que esto virtualmente prontos para ir ao mercado. No so computadores pticos de pleno direito, mas co-processadores fotnicos, que podem tomar para si as tarefas mais pesadas das centrais de dados dedicadas inteligncia artificial.

Os dois co-processadores fotnicos usam luz para realizar a multiplicao de matrizes, uma operao fundamental na maioria dos processamentos de IA, bem como em outras reas da computao, como nos complexos problemas de otimizao combinatria, usados da otimizao de carteiras de aplicaes financeiras e de canais de comunicao em redes sem fio at a configurao de rotas de entrega na logstica.

Nos dois sistemas apresentados agora, todos os outros clculos ocorrem em componentes eletrnicos, o que significa que, alm de trocar os eltrons por ftons para fazer computao, necessrio prover as interfaces para que a parte fotnica fale com a parte eletrnica.

uma rea to emergente que os dois sistemas de computao com luz no foram apresentados em uma feira de produtos para informtica: Tanto a equipe da Lightelligence quanto da Lightmatter, ambas dos EUA, anunciaram seus progressos em artigos cientficos, publicados na revista Nature.

Isto demonstra o quanto o anncio de hoje est em um patamar diferente de inovao em relao a anncios de outras empresas, como a Nvidia, que recentemente anunciou um sistema de laser para trocar informaes nas centrais de dados baseadas em GPUs – neste caso, os lasers so usados apenas para transmisso de informaes, enquanto nos dois co-processadores os lasers so efetivamente usados para computao.

A integrao da eletrnica com a fotnica crucial para que a computao de luz entre no mercado.
[Imagem: Shiyue Hua et al. – 10.1038/s41586-025-08786-6]

Soluo de problemas complexos

Bo Peng e seus colegas da Lightmatter demonstraram um acelerador fotnico, chamado PACE, que combina um chip fotnico com um chip eletrnico para alcanar uma computao de latncia muito baixa, uma medida de velocidade computacional importante para o processamento em tempo real.

O acelerador, composto por mais de 16.000 componentes fotnicos em uma matriz de 64 x 64, atinge 1 GHz de velocidade na computao e alcana uma reduo de at 500 vezes na latncia mnima, em comparao com circuitos experimentais de menor escala ou componentes fotnicos individuais.

O PACE demonstrou resolver problemas computacionais complexos conhecidos como problemas de Ising, demonstrando a viabilidade do sistema para aplicaes no mundo real.

Detalhes do processador fotnico e do sistema integrado PACE.
[Imagem: Sufi R. Ahmed et al. – 10.1038/s41586-025-08854-x]

Computador fotnico de uso geral

Nicholas Harris e seus colegas da Lightelligence, por sua vez, apresentaram um processador fotnico de uso mais geral, integrando quatro chips baseados em luz e dois eletrnicos.

O sistema foi capaz de rodar modelos de IA com eficincia e alta preciso. O processador, composto por quatro matrizes de 128 x 128, consegue executar o modelo de processamento de linguagem natural BERT e uma rede neural chamada ResNet, usada para processamento de imagens. Em ambos os casos, o processador de luz alcanou precises semelhantes s de processadores eletrnicos convencionais, mas rodando muito mais rpido e consumindo menos energia.

A equipe realizou demonstraes do seu processador fotnico rodando uma gama de aplicaes, incluindo a gerao de textos semelhantes a Shakespeare, a classificao precisa de crticas de filmes e a execuo de jogos clssicos de computador da Atari, como Pac-Man. Esta uma novidade marcante: Enquanto os demais processadores fotnicos j apresentados demonstraram a capacidade de fazer clculos matemticos, este o primeiro sistema integrado a rodar programas computacionais “do mundo real”.

Superando a Lei de Moore

Ambas as equipes sugerem que seus sistemas so escalveis, embora isto v exigir otimizaes adicionais.

Mas so sistemas prticos, demonstrando que a computao fotnica ocupar seu lugar no mercado muito antes da computao quntica, oferecendo uma alternativa para a computao eletrnica, s voltas com as dificuldades de prosseguir validando a Lei de Moore.

“A computao fotnica vem sendo desenvolvida h dcadas, mas essas demonstraes podem significar que estamos finalmente prestes a aproveitar o poder da luz para construir sistemas de computao mais potentes e energeticamente eficientes,” disse o professor Anthony Rizzo, do Dartmouth College, em um comentrio editorial para a revista – ele no est envolvido com nenhuma das demonstraes, mas sua equipe tambm est desenvolvendo um chip fotnico milimtrico para centrais de dados.

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