(AGENPARL) - Roma, 7 Marzo 2026 - Un nuovo studio di ricerca teorica collega il comportamento della luce nei circuiti fotonici ai modelli matematici utilizzati per descrivere la memoria nelle reti neurali artificiali.
I risultati sono stati pubblicati nei giorni scorsi sulla rivista scientifica Physical Review Letters da un gruppo di ricercatori del Consiglio Nazionale delle Ricerche insieme a studiosi della Sapienza Università di Roma, dell’Istituto Italiano di Tecnologia e dell’Università del Salento.
Il lavoro prende in esame il comportamento dei fotoni — le particelle della luce — all’interno di circuiti fotonici, dispositivi in cui la propagazione e l’interferenza della luce possono essere controllate con grande precisione. In questi sistemi le interazioni tra fotoni generano dinamiche collettive che possono essere descritte con strumenti matematici tipici della fisica statistica.
Secondo gli autori, l’evoluzione di questi sistemi ottici può essere formalizzata con modelli matematici analoghi a quelli impiegati nello studio di alcune reti neurali artificiali, in particolare le cosiddette reti di Hopfield. Si tratta di modelli teorici utilizzati per descrivere forme di memoria associativa, cioè la capacità di ricostruire un’informazione completa a partire da dati parziali.
Nel sistema studiato, la dinamica fisica dei fotoni nel circuito ottico può essere rappresentata attraverso un formalismo matematico equivalente a quello utilizzato in questi modelli di memoria. Gli autori sottolineano tuttavia che si tratta di un’analogia teorica tra sistemi fisici e modelli computazionali, non di un’implementazione diretta di una rete neurale artificiale.
Lo studio evidenzia inoltre che, all’aumentare del numero di configurazioni possibili del sistema, emergono fenomeni di perdita di ordine che ricordano comportamenti già noti nei modelli di memoria associativa e nella fisica dei sistemi complessi.
Secondo i ricercatori, il lavoro si inserisce in un filone di studi internazionale che indaga le connessioni tra fotonica, teoria dell’informazione e modelli di calcolo ispirati alle reti neurali. In prospettiva, ricerche di questo tipo potrebbero contribuire allo studio di possibili sistemi fotonici per la rappresentazione e l’elaborazione dell’informazione.
In sintesi, lo studio suggerisce che alcuni sistemi fisici basati sulla luce possono comportarsi, dal punto di vista matematico, in modo simile ai modelli utilizzati per descrivere la memoria nelle reti neurali artificiali. Questo risultato aiuta a comprendere meglio i legami tra fisica e informatica e potrebbe, in futuro, contribuire allo sviluppo di nuove modalità di elaborazione dell’informazione ispirate ai fenomeni fisici
