Ο ταχύτερος επεξεργαστής τεχνητής νοημοσύνης στον κόσμο με τη χρήση φωτός είναι ελληνική εφεύρεση, αποτέλεσμα πενταετούς έρευνας του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ. Το ερευνητικό έργο έχει ήδη τραβήξει το ενδιαφέρον της διεθνούς επιστημονικής κοινότητας.

Ειδικότερα, όπως εξηγεί η ανακοίνωση του ιδρύματος, «ο επεξεργαστής βασίζεται σε μια πρωτότυπη αρχιτεκτονική φωτονικών νευρώνων, η οποία επιτρέπει την υλοποίηση αλγεβρικών πράξεων σε πολύ υψηλές ταχύτητες, αξιοποιώντας ταυτόχρονα πρωτότυπες τεχνικές εκπαίδευσης Νευρωνικών Δικτύων για βέλτιστη προσαρμογή των αλγορίθμων στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του φωτός. Τα πλεονεκτήματα του φωτονικού επεξεργαστή του ΑΠΘ είναι ότι λειτουργεί σε ταχύτητες έως 50GHz, δηλαδή 25 φορές μεγαλύτερη από την ταχύτητα των σύγχρονων GPU επεξεργαστών), με ταυτόχρονη δυνατότητα για 10 φορές χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.

«Δηλαδή επιτυγχάνει μεγαλύτερη ταχύτητα και σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας. Αυτό είναι μία εκ των βασικών προτεραιοτήτων της Ευρωπαϊκής Ένωσης – και δη μετά την αύξηση των τιμών εδώ και ένα χρόνο – και το αποδεικνύει ότι πολύ μεγάλο μέρος των ευρωπαϊκών κονδυλίων κατευθύνονται στα ερευνητικά προγράμματα για εξοικονόμηση ρεύματος. Σκεφτείτε ότι η λειτουργία του ChatGPT, εφαρμογή τεχνητής νοημοσύνης και μεγάλο γλωσσικό μοντέλο, είναι πολύ ακριβή» παρατηρεί, μιλώντας στην «Κ», ο καθηγητής του Τμήματος Πληροφορικής κ. Αναστάσιος Τέφας, και ένας εκ των δύο επιστημονικά υπεύθυνων της έρευνας μαζί με τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Νίκο Πλέρο. 

Τα πλεονεκτήματα της φωτονικής τεχνολογίας στον χώρο της επεξεργασίας πληροφορίας με χρήση νευρωνικών δικτύων είναι ότι αξιοποιεί δεδομένα με τη μορφή φωτός και τεχνολογίες φωτονικής ολοκλήρωσης για την υλοποίηση βαθιών νευρωνικών δικτύων, τα οποία προσπαθούν να «μιμηθούν» τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου και των ανθρώπινων νευρώνων στο πεδίο των υπολογιστών, με στόχο την ταχύτερη και αποδοτικότερη επεξεργασία της πληροφορίας. Ο συγκεκριμένος επιστημονικός τομέας αποτελεί σήμερα έναν ταχύτατα αναπτυσσόμενο τεχνολογικό κλάδο, ο οποίος άρχισε να ερευνάται εντατικά περίπου πέντε χρόνια πριν, με το τμήμα Πληροφορικής ΑΠΘ να συγκαταλέγεται μεταξύ των τριών πρωτοπόρων, μαζί με τα δύο εκ των κορυφαίων αμερικανικών πανεπιστημίων, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. 

Η πρωτοποριακή έρευνα του ΑΠΘ στο συγκεκριμένο πεδίο βασίστηκε στη διεπιστημονική συνεργασία της Ερευνητικής Ομάδας Ασύρματων και Φωτονικών Συστημάτων και Δικτύων του ΚΕΔΕΚ ΑΠΘ και της Ερευνητικής Ομάδας Υπολογιστικής Νοημοσύνης και Βαθιάς Μάθησης του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ. «Η διεπιστημονικότητα είναι ένα από τα βασικά στοιχεία της επιτυχίας μας», παρατηρεί ο κ. Τέφας.

Η έρευνά τους στον τομέα των φωτονικών νευρωνικών δικτύων για εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης έχει προσελκύσει σημαντική χρηματοδότηση από πλήθος ευρωπαϊκών Horizon και εθνικών ερευνητικών προγραμμάτων, καθώς επίσης και από την αμερικάνικη start-up εταιρεία Celestial AI, η οποία εδρεύει στο Silicon Valley της California.

Στους επτά φιναλίστ

Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν δημοσιευτεί σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά όπως Nature Communications, Journal of Lightwave Technology, IEEE Journal of Selected Topics on Quantum Electronics και SPIE Advanced Photonics αλλά και στον διεθνή τύπο, όπως ScienceX, PIC Magazine, Compound Semiconductor, Nanowerk κ.ά. Τον Μάρτιο του 2023, μέρος των αποτελεσμάτων παρουσιάστηκε, μέσω τριών επιστημονικών ανακοινώσεων, στο μεγαλύτερο, παγκοσμίως, Συνέδριο οπτικών επικοινωνιών Optical Fiber Communication (OFC), στο Σαν Ντιέγκο των Η.Π.Α. Οι τρεις κύριοι ερευνητές των ανακοινώσεων ήταν οι υποψήφιοι διδάκτορες του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Απόστολος Τσακυρίδης, Γεώργιος Γιαμουγιάννης και Χρήστος Παππάς, με επιβλέποντα τον Καθηγητή του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ Νικόλαο Πλέρο. Οι τρεις υπ. διδάκτορες επιλέχθηκαν στους επτά φιναλίστ, από τη διεθνή Επιτροπή του Συνεδρίου, μεταξύ 350 φοιτητών από όλο τον κόσμο, για το εγνωσμένου κύρους διεθνές βραβείο OFC Corning Student Award. Έτσι οι τρεις από τους επτά φιναλίστ του παγκόσμιου Διαγωνισμού ήταν φοιτητές του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ.