Světlo se může stát klíčem k překonání limitů klasických počítačů. Fotonické procesory, které využívají místo elektronů fotony, slibují až 50× vyšší výkon a dramaticky nižší spotřebu energie – a v Německu už ukázaly první výsledky.
V celém vesmíru neexistuje rychlejší element než světlo. Fotony, které ho tvoří, jsou schopny dosáhnout rychlosti 300 000 km/s a jsou „prvkem“ ve vesmíru, který se dostane na nejvíce míst a nejrychleji. V posledních letech se výzkum zabývá praktickým využitím „DNA“ světla k posílení některých oblastí kvantového výzkumu a vývoje.
Nejnovější průlom se odehrál v Německu a může být odpovědí na jeden z hlavních problémů, kterým čelí vývoj umělé inteligence: výpočetní výkon a s ním spojená spotřeba energie. Odpověď? „Fotonická výpočetní technika“ neboli modely zařízení, která využívají světlo jako hlavní zdroj pro generování a analýzu dat bez fyzikálních omezení tradičnějších zařízení.
Výpočetní technika budoucnosti
Jak již víme, „učení“ umělé inteligence a její údržba vyžaduje extrémně vysoký výpočetní výkon, který tlačí tradiční procesory na jejich hranice i za ně. To má za následek extrémně vysokou spotřebu energie a sníženou životnost. Řešení však spočívá třeba v použití tzv. fotonických procesorů, které se hovorově nazývají fotonické procesory; tento „trekkie“ termín označuje typ optoelektronických součástek, které jako nosič dat používají světlo namísto tradičních elektronů.
Hlavní výhodou je, že na rozdíl od svých elektronických „bratranců“ fotony nevytvářejí tolik odpadního tepla, což již snižuje náklady na údržbu v podobě chlazení. A tím výhody nekončí. Jelikož se jedná o systém navržený speciálně pro umělou inteligenci, množství dat, která zpracovává, je také vyšší co do objemu a přesnosti operací; až o 96 % přesnější při trénování jazykových modelů a s 92 % vyšší inferencí. Zjednodušeně řečeno to znamená, že latence mezi přijetím podnětu, jeho zpracováním a vytvořením odpovědi ze strany AI je extrémně nízká. Ve spojení se sníženou spotřebou energie by v nadcházejících měsících mohlo dojít ke kvalitativnímu i kvantitativnímu skoku v oblasti strojového učení.
Kromě toho má fotonická výpočetní technika potenciál způsobit revoluci i v jiných technologických oblastech, než je umělá inteligence. Mohla by například výrazně zlepšit telekomunikace, protože přenos dat světlem může zvýšit rychlost a kapacitu optických sítí, které jsou páteří internetu. Mohla by se uplatnit také v oblasti kvantové kryptografie, kde by poskytoval bezpečnější metody přenosu citlivých informací.
První testy na nativním procesorovém serveru (NPS) ve Stuttgartu proběhly v roce 2018, ale teprve nyní – poté, co je Spolkové ministerstvo pro výzkum, technologie a vesmír (BMFTR) v létě 2025 poprvé uvedlo do provozu v Superpočítačovém centru v Mnichově – jsou vidět první výsledky.
Energetická účinnost při testech byla 30krát vyšší než u tradičních a výpočetní výkon byl 50krát vyšší, takže říci, že výsledky jsou slibné, je do jisté míry slabé slovo.
Implementace je ještě několik let vzdálená
Technologie je však stále ve fázi testování. Společnost Q.ANT, která za fotonickým procesorem stojí, nyní buduje vlastní výrobní zařízení pro tyto nové procesory. Podle jejích nejoptimističtějších prognóz bude integrace nových fotonických počítačů široce rozšířenou realitou od roku 2030.
Ačkoli je fotonická výpočetní technika stále v rané fázi vývoje, její potenciál pro transformaci technologického průmyslu je obrovský. S pokračujícím výzkumem a vývojem se pravděpodobně dočkáme výrazné změny ve způsobu navrhování a používání procesorů, což by mohlo vést k nové éře energetické účinnosti a výpočetního výkonu.