Zijn computers die op licht draaien de uitkomst voor AI-energieverbruik?

Computers die op licht in plaats van stroom draaien – ook wel ‘optische computers’ genoemd – zouden wel eens een uitkomst kunnen zijn voor het enorme stroomverbruik dat AI op dit moment vereist.

Eerder deze week publiceerde een onderzoeksteam van de Penn State-universiteit in de Verenigde Staten zijn bevindingen naar aanleiding van een nieuw onderzoek (via CNET). Daarbij wordt gesteld dat het gebruik van optische computers het stroomverbruik die nodig is voor het draaiende houden van kunstmatige intelligentie kan reduceren.

AI wordt steeds meer geïntegreerd in ons dagelijkse leven, zowel op de werkvloer als privé. AI-assistenten als ChatGPT en Gemini worden dagelijks door vele miljoenen mensen gebruikt, van assistentie tijdens het werk tot het genereren van grappige plaatjes om te delen met vrienden en familie.

Het is inmiddels allang geen geheim meer dat al dit AI-gebruik enorm veel stroom vergt. Er worden wereldwijd dan ook gigantische datacenters gebouwd, ook in Nederland. Deze week nog kwam in het nieuws dat het geplande datacenter in Lelystad veertig keer zoveel stroom gaat gebruiken dan eerder werd gezegd – naar schatting evenveel stroom als 200.000 huishoudens. Dat is meer dan het stroomverbruik van alle inwoners van Lelystad.

Stroomverbruik door AI is dus een prangend onderwerp waar met spoed een oplossing voor gevonden moet worden. Zelfs Elon Musk denkt na over mogelijkheden die buiten de gebaande paden gaan. Zo voegde hij onlangs zijn bedrijf xAI bij SpaceX om datacenters in de ruimte te kunnen gaan bouwen.

Een andere oplossing zou het gebruik van optische computers kunnen zijn. Daar wordt al sinds de jaren zestig van de vorige eeuw mee geëxperimenteerd, maar de technologie is nog altijd niet gereed voor massaconsumptie. Maar hoe werkt het nou precies?

Een optische computer wordt ook wel een fotonische computer genoemd. Deze computers gebruiken lichtdeeltjes (ook wel fotonen genoemd) in plaats van elektronen om berekeningen te maken. Dat resulteert in potentie in enorm snelle berekeningen – sneller dan reguliere computers – en lagere warmteontwikkeling, waardoor ze veel minder energie verbruiken.

Hoewel licht zich in een rechte lijn beweegt, proberen optische computers dit licht dusdanig te buigen dat de complexe berekeningen die nodig zijn voor computers mogelijk zijn. Daar zijn echter wel onconventionele materialen voor nodig, en het kost nu nog veel energie om die te maken. Daarmee wordt het doel van optische computers (stroomverbruik verminderen) ironisch genoeg gemist.

De onderzoekers van Penn State hebben echter een mogelijke andere oplossing gevonden via een ‘infinity mirror’ – oftewel een oneindige spiegel. Hierbij wordt gebruikgemaakt van kleine optische elementen om data direct in de lichtstralen te coderen, waarna de lichtpatronen met een minuscule camera worden opgevangen.

Dit zou de oplossing kunnen zijn om met veel minder energie toch complexe berekeningen te maken die nodig zijn om AI opdrachten te geven en uit te laten voeren. Het is voor nu echter nog vooral mogelijk in conceptvorm – het gaat veel tijd en geld kosten om dit systeem uiteindelijk bruikbaar te maken. De onderzoekers waarschuwen dat het twee tot vijf jaar kan duren om een prototype te maken waarmee de techniek gedemonstreerd kan worden, en dat is ook nog eens afhankelijk van hoeveel er in geïnvesteerd wordt.

Toch is het hoopgevend dat er gezocht wordt naar een alternatief waardoor ons stroomverbruik drastisch kan dalen. Hoe leuk het gebruik van AI ook is, de hoeveelheid energie die het ons kost kan vergaande gevolgen hebben voor de toekomst van de aarde. Een oplossing voor dit probleem vinden is dan ook essentieel. Wie weet zit de uitkomst hem in het gebruik van licht.