Primer procesador fotónico en usar bias, 300 veces más rápido que los procesadores actuales.

Investigadores de la Universidad de Oxford han desarrollado el primer procesador fotónico que utiliza polarización de luz para aumentar la densidad de almacenamiento y el rendimiento informático.

La fotónica tiene grandes ventajas sobre la electrónica. Y es que la luz es más rápida y funcional en grandes anchos de banda. Actualmente están en marcha varios proyectos de investigación para explotar las propiedades de la fotónica en la informática, ya que ya se están utilizando en otras áreas como las telecomunicaciones y las redes informáticas.

Procesador fotónico desplazado

Para entender este estudio, publicado en la revista Science Advances , hay que decir que la luz tiene una propiedad interesante que se puede utilizar para realizar cálculos. Las diferentes longitudes de onda de la luz no interactúan entre sí, y esto se usa, por ejemplo, en fibra óptica para comunicación. Las diferentes polarizaciones de la luz tampoco interactúan entre sí. Cada uno de ellos puede ser utilizado como un canal de información independiente, lo que permite almacenar información en varios canales. 

Usando este concepto, los investigadores desarrollaron el primer procesador fotónico usando polarización de luz. Para hacer esto, desarrollaron un nanocable HAD (dieléctrico activo híbrido) utilizando un material que exhibe propiedades de material conmutable cuando se ilumina con pulsos ópticos. Cada nanocable responde selectivamente a una dirección específica de polarización, por lo que la información puede procesarse simultáneamente usando múltiples polarizaciones en diferentes direcciones.

El desarrollo aumenta la densidad en varios órdenes de magnitud en comparación con los chips electrónicos convencionales. La velocidad computacional es más rápida porque estos nanocables se modulan con pulsos ópticos que se ejecutan en nanosegundos. El nuevo chip promete ser más de 300 veces más rápido y más denso que los chips existentes.

“Esto es solo el comienzo de lo que nos gustaría ver en el futuro, que es el uso de todos los grados de libertad que ofrece la luz, incluida la polarización, para paralelizar dramáticamente el procesamiento de la información”, explican los investigadores. El proyecto está en una etapa preliminar y requerirá años de desarrollo, pero está generando interés.

Electrónica, fotónica y nuevos materiales

Hay que decir que la ley de Moore, que definió la estrategia empresarial en la industria de los semiconductores, que permitió la aparición del microprocesador, y luego del ordenador personal, fue la clave para aumentar la densidad, y con ella el número de transistores y, en definitiva, la actuación.

Hoy está terminado porque los materiales (silicio) y las tecnologías modernas no permiten más. Y es fundamental para mejorar aún más la productividad, así como para trabajar con funciones como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, que requieren un hardware especializado y más avanzado que el actual.

Y si no podemos aumentar la cantidad de transistores al ritmo que necesitamos, ¿cómo podemos incluir más funciones en cada uno? La respuesta podría ser proyectos como este procesador fotónico que utiliza la característica de polarización de la luz.