Los chips fotónicos, que combinan luz y electricidad, mejoran el rendimiento computacional y reducen el consumo de energía.
Dos nuevos componentes de este tipo podrían enfrentar las crecientes demandas informáticas que exige el avance de la inteligencia artificial (IA).
Los nuevos chips de computación fotónica, desarrollados por dos equipos diferentes, se detallan en sendos artículos publicados en Nature, donde se analiza su rendimiento integrado en la electrónica de silicio.
Uno de los estudios, liderado por la empresa de Singapur Lightelligence, presenta un acelerador fotónico, mientras que el otro, encabezado por la estadounidense Lightmatter, describe un procesador fotónico capaz de ejecutar modelos de IA con gran precisión.
El aumento en la complejidad de la inteligencia artificial y los modelos de aprendizaje profundo están llevando la informática electrónica tradicional a sus límites, lo que resulta en una demanda energética cada vez mayor.
Operaciones fundamentales para la IA, como la multiplicación y la acumulación, podrían encontrar una solución en la computación fotónica, que utiliza fotones en lugar de electrones, según indica la revista.
Aunque la computación fotónica lleva décadas en desarrollo, estas demostraciones podrían significar que finalmente se está ‘a punto de aprovechar el poder de la luz para construir sistemas informáticos más potentes y energéticamente eficientes’, según el ingeniero Anthony Rizzo, de la Universidad de Darmouth (EU).
Rizzo, quien no participó en los estudios, publica en Nature un artículo en el que explica y valora la importancia de estas investigaciones.
Ambos estudios describen sistemas de computación electrónico-fotónica ‘con métricas de rendimiento comparables e incluso superiores a los procesadores puramente electrónicos en aplicaciones del mundo real’, lo que marca ‘un avance significativo hacia la capitalización final de la computación fotónica’.
El primer equipo desarrolló un acelerador fotónico llamado PACE, que permite una computación de baja latencia (retraso), una medida clave para el procesamiento en tiempo real. Este acelerador, compuesto por más de 16,000 componentes fotónicos organizados en una matriz, permite una computación a alta velocidad (hasta 1 GHz) y reduce la latencia mínima hasta 500 veces en comparación con otros circuitos de menor escala.
PACE resuelve problemas computacionales complejos, conocidos como problemas de Ising, demostrando la viabilidad del sistema para aplicaciones reales, según Nature.
El segundo estudio describe un procesador fotónico con cuatro matrices, capaz de ejecutar modelos de IA con alta precisión, como el procesamiento de lenguaje natural BERT y la red neuronal ResNet (utilizada para el procesamiento de imágenes), con resultados similares a los procesadores electrónicos convencionales.
Los autores muestran que su procesador fotónico tiene diversas aplicaciones, como generar textos similares a los de William Shakespeare, clasificar críticamente reseñas de cine y jugar a clásicos videojuegos de Atari como Pac-Man.
Ambos equipos destacan que sus sistemas son escalables, aunque aún es necesaria una mayor optimización.
