« Toute technologie suffisamment avancée est indiscernable de la magie » disait l’écrivain anglais de science-fiction Arthur C. Clarke, auteur de 2001, l’Odyssée de l’espace.
Par rapport aux années 1960, quand est sorti le film de Kubrick tiré du livre de Clarke, les micropuces, à la base de tout instrument technologique, des smartphones aux atterrisseurs pour explorer Mars, sont aujourd'hui minuscules et très puissantes. Elles peuvent être composées de centaines de milliards de transistors et de la taille d'un ongle. Il a cependant été constaté que la croissance exponentielle des puces peut avoir des limites : les rendre plus puissantes en conservant les petites tailles de leurs composants est un défi, et avec les nouvelles machines d’intelligence artificielle, les puces traditionnelles connaissent des limitations en matière de transfert de données. Certains chercheurs ont ainsi commencé à chercher la solution dans une autre direction : la lumière.
La fibre optique, où les flux d’électrons sont remplacés par des faisceaux de lumière, existe maintenant depuis des décennies. Mais pas si simple d’adapter cette technologie aux micropuces, et un intérêt grandissant, au niveau des investissements, est suscité chez les start-up qui envisagent d’utiliser la lumière à la place de l’énergie électrique. Il s’agit d'une technologie hautement innovante qui pourrait avoir de fortes répercussions sur de nombreux domaines technologiques, des véhicules à conduite autonome à l’IA. La start-up californienne Ayar Labs a, par exemple, récemment obtenu plus de 130 millions de dollars de fonds pour développer une technologie dénommée Silicon Photonics qui permet de transférer des données entre ordinateurs par le biais de rayons optiques sans utiliser de câbles. Une autre start-up américaine, Lightmatter, a mis au point une micro-puce du nom de Passage qui, en utilisant la lumière, permettra à différents types de puces, des processeurs aux cartes graphiques, de communiquer entre elles à une vitesse inimaginable. Grâce à Passage l’utilisation d’énergie et les coûts généralement nécessaires pour réaliser des systèmes complexes seront réduits.
Remplacer les électrons par des photons est le challenge de nombreux chercheurs, dont une équipe du MIT, qui crée actuellement des composants pour micropuces utilisant des techniques de traitement des signaux qui réduisent aussi bien la consommation d’énergie que l’espace disponible sur la puce, en leur conférant une puissance nettement supérieure à celle des précédentes versions électriques. Toujours à Boston la start-up Lightelligence développe des puces accélératrices (accelerator chips) qui utilisent la lumière pour alimenter les modèles d’intelligence artificielle. Par rapport à l’électricité, cette méthode permet d’arriver à traiter les algorithmes vraiment à la vitesse de la lumière.