مایکروسافت و نسل جدید رایانش نوری؛ آینده‌ای ۱۰۰ برابر کارآمدتر برای هوش مصنوعی

معرفی پروژه AOC؛ رایانه‌ای که با نور محاسبه می‌کند

مایکروسافت از پروژه‌ای نوآورانه به نام AOC یا Analog Optical Computer رونمایی کرده است؛ سیستمی که به جای ترانزیستورهای الکترونیکی از نور و اپتیک برای انجام محاسبات استفاده می‌کند.
این پروژه توسط تیم تحقیقاتی مایکروسافت در کمبریج بریتانیا توسعه یافته و هدف آن، تسریع محاسبات پیچیده هوش مصنوعی و حل مسائل بهینه‌سازی با مصرف انرژی تا ۱۰۰ برابر کمتر نسبت به رایانه‌های دیجیتال مرسوم است.

---

فناوری پشت پرده؛ ترکیب اپتیک، الکترونیک و هوش مصنوعی

در این سیستم، مجموعه‌ای از میکرو LEDها، لنزهای نوری و سنسورهای دوربین به‌عنوان هسته‌ی اصلی عمل می‌کنند.
نور تولیدشده توسط میکرو LEDها پس از عبور از لایه‌های اپتیکی، محاسباتی شبیه به ضرب ماتریسی و پردازش برداری انجام می‌دهد.
در نهایت، سنسورها شدت و الگوهای نور را ثبت می‌کنند و خروجی محاسبات به‌صورت سیگنال آنالوگ یا دیجیتال بازیابی می‌شود.
این فرآیند به مایکروسافت اجازه می‌دهد محاسباتی را که معمولاً به پردازنده‌های گرافیکی (GPU) نیاز دارند، با مصرف انرژی بسیار کمتر و سرعت بالاتر انجام دهد.

---

کاربردهای عملی؛ از بانکداری تا تصویربرداری پزشکی

مایکروسافت تاکنون چند نمونه کاربرد واقعی را با موفقیت آزمایش کرده است.
در همکاری با بانک Barclays، از این رایانه برای حل مسئله‌ی پیچیده‌ی تسویه چندجانبه‌ی تراکنش‌ها (Delivery-versus-Payment) استفاده شده است.
همچنین در حوزه‌ی سلامت، این فناوری توانسته در بازسازی داده‌های MRI با ورودی محدود عملکردی چشمگیر نشان دهد؛ به‌طوری‌که زمان تصویربرداری از حدود ۳۰ دقیقه به تنها ۵ دقیقه کاهش یافته است.
نتایج اولیه همچنین نشان می‌دهد که AOC در یادگیری ماشین و شناسایی الگوها نیز کارایی بالایی دارد.

---

مزایا و دستاوردها؛ انرژی کمتر، سرعت بیشتر

بر اساس داده‌های منتشرشده، رایانه نوری مایکروسافت قادر است در برخی کاربردها تا ۱۰۰ برابر کارآمدتر از سامانه‌های دیجیتال سنتی عمل کند.
از دیگر مزایای این فناوری می‌توان به کاهش انتقال داده بین حافظه و پردازنده، پردازش هم‌زمان از طریق نور و امکان ساخت با قطعات تجاری و کم‌هزینه اشاره کرد.
تیم تحقیقاتی تأکید دارد که برخلاف بسیاری از پروژه‌های علمی مشابه، نمونه‌ی فعلی در دمای محیط کار می‌کند و نیازی به تجهیزات خنک‌کننده یا شرایط خاص ندارد.

---

چالش‌ها و محدودیت‌های فعلی

با وجود موفقیت‌های اولیه، مایکروسافت تأکید دارد که این فناوری هنوز در مرحله‌ی آزمایشی است و برای استفاده‌ی گسترده، باید مشکلاتی مانند نویز سیگنال‌های آنالوگ، کالیبراسیون دقیق قطعات نوری و محدودیت مقیاس‌پذیری برطرف شود.
در حال حاضر، نسخه‌ی فیزیکی دستگاه تنها چندصد «وزن» محاسباتی را پشتیبانی می‌کند، درحالی‌که مدل‌های هوش مصنوعی مدرن به میلیون‌ها پارامتر نیاز دارند.
به همین دلیل، مایکروسافت از شبیه‌ساز نرم‌افزاری (Digital Twin) برای توسعه و آزمایش نسخه‌های بزرگ‌تر استفاده می‌کند.

---

آینده رایانش نوری؛ ادغام در سرویس‌های ابری

مایکروسافت قصد دارد در مراحل بعدی، ماژول‌های AOC را به‌صورت سرویس ابری از طریق پلتفرم Azure ارائه کند تا شرکت‌ها بتوانند داده‌های خود را برای پردازش به این سیستم ارسال کنند.
به گفته‌ی تیم تحقیقاتی، این رویکرد می‌تواند تحولی عظیم در حوزه‌هایی مانند تصویربرداری پزشکی، مالی، لجستیک و یادگیری ماشین ایجاد کند.
به‌زودی انتظار می‌رود مایکروسافت نمونه‌های مقیاس‌پذیرتری از این فناوری را معرفی کند که قادر به اجرای مدل‌های پیچیده‌تر هوش مصنوعی باشند.

---

جمع‌بندی

پروژه‌ی AOC مایکروسافت را می‌توان گامی بزرگ در جهت گذار از رایانش الکترونیکی به رایانش نوری و آنالوگ دانست.
اگر وعده‌های این فناوری محقق شود، آینده‌ی پردازش داده، آموزش مدل‌های هوش مصنوعی و تحلیل کلان‌داده‌ها می‌تواند با سرعتی بی‌سابقه و مصرف انرژی بسیار پایین‌تر انجام گیرد — تحولی که مسیر پیشرفت فناوری را در دهه‌ی آینده تغییر خواهد داد.