Atualizado 13 de janeiro de 2026 por Sergio A. Loiola
Cientistas aplicaram computação com Luz em IA, obtendo cálculos simultâneos sem circuitos eletrônicos, na velocidade da Luz, gastando pouquíssima energia.
A pesquisa foi publicada na Revista Nature Photonics.
Além de gastar uma fração diminuta dos circuitos eletrônicos e velocidade imbatível, o novo método fotônico, de computação com luz, é a simplicidade.
As operações ópticas ocorrem passivamente à medida que a luz se propaga, sem necessidade comutação eletrônica durante o cálculo. Reduzindo a necessidade de muitos chips caros como os atuais.
Veremos a seguir como os pesquisadores desenvolveram o novo método de computação fotônica aplicada a IA, e o salto tecnológico que podemos ter em 5 anos. Em texto, imagens e vides.
A revolução fotônica significa que os data centers gastarão uma fração da energia dos atuais e exigirão menos circuitos eletrônicos. Deixe seu comentário no final acerca dessas possibilidades!
Vídeo 1: O Fim das GPUs? Conheça o Chip de IA feito de LUZ
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A luz pode fazer os mesmos cálculos todos de uma vez só, em vez do passo a passo dos computadores
Atualmente, a computação com IA te custo energético e exige circuitos eletrônicos sofisticados e caros, as operações com tensores têm uma responsabilidade enorme, já que a maior parte da energia é gasta executando-as.
Mas há alternativas. A luz pode fazer os mesmos cálculos todos de uma vez só, em vez do passo a passo dos computadores.
Yufeng Zhang e colegas da Universidade Aalto, na Finlândia, demonstraram como realizar cálculos tensoriais complexos usando uma única propagação de luz.
O resultado é a computação tensorial em uma única etapa, em um paralelismo sem precedentes, alcançado na velocidade da própria luz.
“Nosso método executa os mesmos tipos de operações que as GPUs atuais realizam, como convoluções e camadas de atenção, mas faz tudo isso na velocidade da luz,” disse Zhang. “Em vez de depender de circuitos eletrônicos, usamos as propriedades físicas da luz para realizar muitos cálculos simultaneamente.”
Conforme os autores, a Multiplicação Paralela de Matrizes Ópticas (POMMM), permite o processamento de tensores totalmente paralelo por meio de uma única propagação de luz coerente.
Essa abordagem resolve as principais limitações dos métodos ópticos atuais, escalando o desempenho com a dimensão dos dados, ao mesmo tempo que melhora o poder computacional teórico e a eficiência.
Ao permitir uma variedade de tarefas computacionais e suportar expansão em larga escala e em múltiplos comprimentos de onda, o POMMM fornece uma base escalável e de alta eficiência para o avanço da computação óptica de próxima geração.
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Cálculos simultâneos na velocidade da luz em chips fotônicos fará tarefas complexas de IA com consumo de energia extremamente baixo
Para alcançar esse avanço, os pesquisadores codificaram dados digitais na amplitude e na fase das ondas de luz, transformando números em propriedades físicas do campo óptico.
Quando esses campos de luz interagem e se combinam, eles realizam naturalmente operações matemáticas, como multiplicações de matrizes e tensores, que formam a base dos algoritmos de aprendizado profundo.
Ao introduzir múltiplos comprimentos de onda de luz, a equipe estendeu essa abordagem para lidar com operações tensoriais de ordem ainda mais alta.
“Imagine que você é um agente alfandegário que precisa inspecionar cada pacote em diversas máquinas com funções diferentes e, em seguida, classificá-los nas caixas corretas,” exemplifica Zhang. “Normalmente, você processaria cada pacote individualmente.
Nosso método de computação óptica combina todos os pacotes e todas as máquinas – criamos múltiplos ‘ganchos ópticos’ que conectam cada entrada à sua saída correta. Com apenas uma operação, uma passagem de luz, todas as inspeções e classificações acontecem instantaneamente e em paralelo.”
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Outra vantagem fundamental desse novo método de computação com luz é a simplicidade:
As operações ópticas ocorrem passivamente à medida que a luz se propaga, portanto, sem necessidade de nenhum controle ativo ou comutação eletrônica durante o cálculo.
“Esta abordagem pode ser implementada em praticamente qualquer plataforma óptica,” afirmou o professor Zhipei Sun, líder da equipe.
“No futuro, planejamos integrar essa estrutura computacional diretamente em chips fotônicos, permitindo que processadores baseados em luz executem tarefas complexas de IA com consumo de energia extremamente baixo.”
A equipe prevê que sua técnica poderá estar incorporada em chips fotônicos comerciais em um horizonte de três a cinco anos.
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Bibliografia
Revista Nature Photonics
Artigo: Direct tensor processing with coherent light
Autores: Yufeng Zhang, Xiaobing Liu, Chenguang Yang, Jinlong Xiang, Hao Yan, Tianjiao Fu, Kaizhi Wang, Yikai Su, Zhipei Sun, Xuhan Guo
DOI: 10.1038/s41566-025-01799-7
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