„Jede hinlänglich fortschrittliche Technologie ist nicht von Zauberei zu unterscheiden”, sagte der englische Science-Fiction-Schriftsteller Arthur C. Clarke, Autor von 2001: Odyssee im Weltraum. Im Vergleich zu den 60er Jahren, als Kubricks gleichnamiger, auf Clarks Buch fußender Film erschien, sind die heutigen Mikrochips – Grundlage jeder technischen Apparatur, vom Smartphone bis zum Lander-Marsroboter – winzig und unglaublich leistungsstark. Sie sind mit Milliarden von Transistoren bestückt und dennoch nur so groß wie ein Fingernagel. Allerdings kann das exponentielle Wachstum der Chips nicht ewig weitergehen: Immer leistungsstärkere Halbleiter in immer kleineren Größen zu erzeugen, ist bereits jetzt eine Herausforderung. Mit den neuen Maschinen der künstlichen Intelligenz aber zeigen sich die Grenzen herkömmlicher Mikrochips bei der Datenübertragung. So haben einige Wissenschaftler damit begonnen, die Lösung anderswo zu suchen: im Licht.
Denn schließlich gibt es Lichtwellenleiter, in denen statt Elektronen Licht übertragen wird, schon seit Jahrzehnten. Diese Technologie auf Mikrochips anzuwenden, ist zwar nicht so einfach, aber das Interesse im Bereich des Investments gegenüber Start-ups, statt elektrischem Strom Licht zu nutzen, wächst konstant. Es handelt sich um eine hochinnovative Technologie, die massive Auswirkungen auf viele Tech-Sektoren haben könnte, von selbstfahrenden Kraftfahrzeugen bis hin zur KI: So hat das kalifornische Start-up Ayar Labs jüngst Geldmittel von über 130 Mio. Dollar erhalten, um eine Technologie namens Silicon Photonics zu entwickeln, die die Datenübertragung zwischen Computern kabellos allein durch optische Strahlung ermöglicht. Lightmatter, ein weiteres amerikanisches Start-up, hat einen Microchip namens Passage entwickelt, mithilfe dessen verschiedene Halbleiter-Typen, von Prozessoren bis zu Grafikkarten, mit unglaublicher Geschwindigkeit untereinander kommunizieren können. Mit Passage lassen sich sowohl der Energieverbrauch als auch die Kosten senken, die gewöhnlich für den Aufbau komplexer Anlagen notwendig sind.
Viele Wissenschaftler haben die Herausforderung angenommen, Elektronen durch Photonen zu ersetzen, darunter auch ein Team des MIT, das Mikrochip-Komponenten erzeugt, die mit Signalverarbeitung Techniken arbeiten und sowohl Energieverbrauch als auch Platz auf dem Chip reduzieren, so dass sie eine deutlich größere Leistung als ihre elektrischen Vorgänger abrufen können. Ebenfalls mit Sitz in Boston entwickelt das Start-up Lightelligence so genannte accelerator chips, die mit Licht arbeiten, um Modelle künstlicher Intelligenz zu versorgen. Im Vergleich zur Elektrizität lassen sich mit dieser Methode Algorithmen buchstäblich in Lichtgeschwindigkeit verarbeiten.