Helsinki. Forschenden der Aalto University ist ein Durchbruch gelungen, der die Entwicklung künftiger KI-Hardware grundlegend verändern könnte. Die neu vorgestellte optische Tensorberechnung arbeitet in einem einzigen Schritt und damit im Tempo des Lichts. Die optische Tensorberechnung bildet das Herzstück eines Ansatzes, der Rechenoperationen wie Faltungen oder Attention-Layer ohne Elektronik und ohne Zwischenschritte ausführt.
Im Zentrum der Arbeit steht das Forschungsteam um Dr. Yufeng Zhang aus der Photonics Group der Aalto University. Die Forschenden kodieren digitale Daten in Amplitude und Phase von Lichtwellen. Treffen diese Wellen aufeinander, führen sie mathematische Operationen wie Matrix- oder Tensormultiplikationen physikalisch aus. Durch die Nutzung mehrerer Lichtwellenlängen konnten auch höherdimensionale Tensoren verarbeitet werden. Zhang beschreibt das Prinzip als „eine einzige Passierbewegung“ des Lichts, in der sämtliche Rechenschritte gleichzeitig erfolgen.
Optische Tensorberechnung schafft neue Hardware-Perspektiven
Die Methode arbeitet vollständig passiv, da die Berechnung allein während der Lichtausbreitung stattfindet, ohne dass elektronische Schaltungen geschaltet werden müssen. Professor Zhipei Sun, Leiter der Photonics Group, hebt hervor, dass sich das Verfahren auf viele optische Plattformen übertragen lässt. Perspektivisch sollen photische Chips komplexe KI-Aufgaben mit minimalem Energieverbrauch bewältigen.
Die Forschenden rechnen damit, dass die Technologie binnen drei bis fünf Jahren in bestehende Hardwareplattformen großer Hersteller integriert werden kann. Dies könnte die Geschwindigkeit künftiger KI-Systeme erheblich steigern und zugleich den Energiebedarf reduzieren. Die Ergebnisse wurden am 14. November 2025 in Nature Photonics veröffentlicht.
