Las computadoras basadas en la luz se están acercando a un lanzamiento comercial

Las computadoras que usan luz en lugar de electricidad para representar y manipular datos podrían reducir las demandas de energía de los centros de datos y acelerar simultáneamente los cálculos. Dos estudios publicados hoy describen avances en la ejecución de problemas del mundo real en computadoras basadas en la luz, lo que hace que la tecnología al borde de la aplicación comercial, dicen los investigadores.

Las computadoras electrónicas, como las que todos usamos hoy, siguieron históricamente la ley de Moore: el poder de las máquinas se duplicaba cada dos años. Pero en los últimos años, el progreso se ha desacelerado a medida que la miniaturización de los transistores alcanzó límites físicos fundamentales.

Los investigadores están trabajando en numerosas soluciones potenciales, incluida la computación cuántica y la computación fotónica. Pero si bien la computación cuántica todavía lucha por lograr la verdadera utilidad, la informática fotónica ahora ha alcanzado un punto en el que los diseños de chips, como los establecidos en los dos nuevos estudios, están realizando cálculos genuinos. Además de eso, las mismas fábricas que fabrican chips de silicio para computadoras electrónicas se pueden usar para fabricar estos chips fotónicos.

Las computadoras fotónicas ofrecen grandes ventajas potenciales sobre las computadoras electrónicas. Por un lado, debido a que los fotones se mueven más rápido que los electrones en un circuito, podrían acelerar los cálculos y también reducir las pausas entre cada paso de un cálculo. En segundo lugar, debido a que los fotones se mueven sin resistencia y rara vez son absorbidos por el material del que están hechos los chips, podrían hacer el mismo trabajo usando menos energía que las computadoras eléctricas, que requieren enfriamiento intensivo en energía.

Lightelligence, una compañía con sede en Singapur, muestra en su estudio que su dispositivo, llamado un motor de computación aritmética fotónica (PACE) que combina un chip fotónico y un chip microelectónico, puede ejecutar con éxito problemas, que tienen aplicaciones directas a la industria logística y muchas otras áreas.

Mientras tanto, la Matter de inicio de EE. UU. Afirma que su propio chip, Envise, puede ejecutar el modelo AI Bert para crear texto al estilo de Shakespeare, con una tasa de precisión similar a la de los procesadores electrónicos convencionales.

Bo Peng en Lightelligence dice que el campo está cada vez más ocupado con las nuevas empresas y que la tecnología está madurando rápidamente. “Estamos más o menos en preproducción”, dice Peng. “Es más como un producto real, no solo una demostración de laboratorio”.

Así como el mundo de las computadoras cuánticas está tratando de demostrar una ventaja cuántica, el punto donde una máquina cuántica puede ofrecer algo útil que una computadora clásica no puede, Peng dice que está enfocado en demostrar la ventaja fotónica. Aunque no se asegurará de cuándo esto ocurrirá, dice que la tecnología está cerca de estar lista para aplicaciones comerciales, muy probablemente como un chip fotónico que funciona junto con chips eléctricos, en lugar de reemplazarlas por completo, para manejar tareas específicas donde puede proporcionar un impulso.

De manera reveladora, el hardware en el que LightEligence se basa en su investigación en un formato PCI Express. Este es el formato de complemento de placa base estándar para computadoras de escritorio que permite agregar tarjetas gráficas u otros dispositivos. El dispositivo de la compañía ya se puede agregar a cualquier escritorio comercial, aunque necesitaría el software adecuado para comunicarse con él.

Robert Hadfield en la Universidad de Glasgow, Reino Unido, dice que los dos estudios muestran que “esta es un área que está llegando a la ebullición”. “Está cerca de un punto en el que la industria puede considerar los procesadores fotónicos como una alternativa viable”, dice. “Es realmente interesante ver cuánto ha madurado esta arquitectura. Y estos son chips fotónicos fabricados en una de las fundiciones principales del mundo, por lo que se puede ampliar para la producción en masa”.

Stephen Sweeney, también en la Universidad de Glasgow, dice que ya hemos visto transmisión de datos ópticos en todo el mundo con fibra óptica, y que la computación fotónica ahora también está cerca. “La fotónica le permite hacer cosas con mayor velocidad y menor pérdida de lo que puede hacer con la electrónica”, dice Sweeney. “Y si necesita poder hacer grandes cantidades de cálculo, debe comenzar a mirar eso”.