La UPV desenvolupa un xip fotònic reprogramable que reduïx al mínim el consum energètic
El dispositiu, publicat en Nature Photonics, obri la porta a una computació òptica més ràpida i eficient per a la intel·ligència artificial, els centres de dades i les tecnologies quàntiques
Un equip del Photonic Research Lab (PRL)-iTEAM de la Universitat Politècnica de València ha liderat el desenvolupament d'un xip fotònic reprogramable capaç de funcionar a gran velocitat sense necessitat d'un consum elèctric continu. El dispositiu, basat en silici i titanat de bari, anticipa les necessitats tecnològiques dels pròxims anys i representa un avanç significatiu cap a una computació més eficient energèticament.
La investigació ha sigut publicada en la revista científica Nature Photonics i compta amb la participació de centres de recerca i empreses d'Europa especialitzades en fotònica integrada.
Segons ha explicat el director del PRL-iTEAM i investigador principal del projecte, José Capmany, el nou xip incorpora un sistema de sintonia d'alta velocitat que, a més, és no volàtil, és a dir, no necessita alimentació constant per a mantindre la configuració programada. Esta característica permet reduir de manera molt significativa el consum energètic respecte als circuits actuals.
Un "microprocessador de llum"
El dispositiu funciona de manera semblant a un microprocessador convencional, però processa informació mitjançant llum en lloc de senyals elèctrics. La clau de l'avanç radica en l'ús combinat de silici i titanat de bari, un material ferroelèctric que conserva el seu estat una vegada programat.
A diferència dels sistemes fotònics tradicionals, que necessiten energia constant per a mantindre la configuració dels seus circuits, este xip és capaç de "recordar" la programació sense consum elèctric permanent.
Els investigadors destaquen que esta innovació permet superar un dels principals obstacles de la fotònica integrada: l'elevat consum energètic i la calor generada quan s'incrementa el nombre de components dins d'un mateix xip.
Més velocitat per als centres de dades i la IA
El nou dispositiu aconseguix temps de commutació d'uns huitanta nanosegons, molt inferiors als dels sistemes termoòptics convencionals. Segons la investigadora i primera autora de l'article, Cristina Catalá, esta tecnologia millora en més de dos ordrs de magnitud la velocitat de sintonia de les solucions actuals.
Això permet aplicar-la en entorns que requerixen canvis molt ràpids, com ara la gestió de rutes alternatives de comunicació en centres de dades davant de possibles incidències o fallades de la xarxa.
Entre les aplicacions potencials també destaquen les comunicacions 6G, la intel·ligència artificial, l'internet de les coses, la computació fotònica, els sensors avançats, la medicina de precisió i les tecnologies quàntiques.
Participació internacional
En el projecte han participat també investigadors de l'empresa iPronics Programmable Photonics, sorgida dels laboratoris de l'iTEAM-UPV, així com de la companyia suïssa Lumiphase AG, del centre francés CEA Leti i de la University of West Attica.
El desenvolupament forma part del projecte europeu NEoteRIC, dedicat a l'aplicació de la fotònica programable en l'àmbit biomèdic, així com dels projectes ERC Advanced Grant ANBIT i ERC Starting Grant LS-Photonics, centrats en noves arquitectures de computació fotònica i en l'escalabilitat dels circuits fotònics programables.
