IA feita com luz faz todos os cálculos de uma vez só

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/01/2026

Enquanto humanos e computadores clássicos precisam realizar operações tensoriais passo a passo, a luz pode fazê-las todas de uma só vez.
[Imagem: Aalto University/Photonics Group]

Operações tensoriais

Imagine a matemática por trás de um brinquedo comum, um cubo de Rubik, que descreva a rotação, fatiamento e reorganização do cubo em todas as dimensões. Humanos e computadores clássicos precisam realizar essas operações passo a passo. Os computadores fazem isso usando as chamadas operações tensoriais, o tipo de aritmética que forma a espinha dorsal de quase todas as tecnologias modernas, especialmente da inteligência artificial (IA).

Assim, quando você ouve falar sobre o custo energético da IA, as operações com tensores têm uma responsabilidade enorme, já que a maior parte da energia é gasta executando-as.

Mas há alternativas. Por exemplo, a luz pode fazer os mesmos cálculos todos de uma vez só, em vez do passo a passo dos computadores eletrônicos.

Yufeng Zhang e colegas da Universidade Aalto, na Finlândia, acabam de demonstrar 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."

Princípio e configuração experimental da multiplicação paralela de matrizes ópticas.
[Imagem: Yufeng Zhang et al. - 10.1038/s41566-025-01799-7]

De uma vez só e na velocidade da luz

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."

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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