Investigadores crean un procesador óptico que redefine la computación

Un grupo de investigadores de Finlandia y China ha desarrollado un chip que realiza cálculos complejos utilizando luz en lugar de electricidad. El avance, publicado en Nature Photonics, podría marcar un antes y un después en la velocidad y eficiencia de los ordenadores.

El dispositivo, creado por la Universidad de Aalto (Finlandia) y la Academia China de Ciencias, aplica un método conocido como computación óptica de disparo único (single-shot tensor computing). El sistema, denominado Parallel Optical Matrix–Matrix Multiplication (POMMM), permite ejecutarmillones de operaciones simultáneamente a la velocidad de la luz.

Luz en lugar de electrones

A diferencia de loschips tradicionales de silicio, que procesan información mediante señales eléctricas de 1 y 0, este procesador usa las ondas de luz y sus propiedades físicas (como la amplitud y la fase) para almacenar, transmitir y calcular datos. Gracias a ello, puede realizar operaciones de aprendizaje profundo, como las que ejecutan las GPU en inteligencia artificial, pero con un consumo energético muy inferior.

“Realizamos los mismos cálculos que una GPU moderna, como convoluciones o capas de atención, pero a la velocidad de la luz”, explicó el investigador Yufeng Zhang, autor principal del estudio. En lugar de procesar cada dato de forma secuencial, el chip óptico lo hace todo en un solo paso, aprovechando las interacciones naturales de los campos lumínicos para realizar multiplicaciones de matrices y tensores.

Este tipo de cálculos tensoriales, esenciales en modelos de lenguaje o sistemas de visión artificial, suelen requerir enormes recursos informáticos. Sin embargo, latecnología ópticapropuesta permite realizar esas operaciones con múltiples longitudes de onda simultáneamente, multiplicando la capacidad de procesamiento y reduciendo el tiempo de cálculo a fracciones de segundo.

El resultado es un sistema que, además de ser miles de veces más rápido, apenas consume energía ni genera calor. “Nuestro objetivo es integrar este marco computacional directamente en chips fotónicos, capaces de ejecutar tareas complejas de IA con un consumo mínimo”, señaló Zhipei Sun, director del grupo de Fotónica de la Universidad de Aalto.

El equipo confía en que la tecnología pueda integrarse en hardware comercial en los próximos cinco años. Si tiene éxito, podría redefinir la arquitectura de los centros de datos y acelerar la evolución de la inteligencia artificial, inaugurando una nueva generación de procesadores basados en la física de la luz.