Parece un grano de sal, pero en realidad es uno de los chips más pequeños que han creado, además está impulsado por IA

La fibra óptica es ampliamente conocida por ser la forma en la que millones de personas en España y otras partes del mundo se conectan a Internet desde casa. Destaca por ser un medio de transmisión de datos de alta velocidad, empleando hilos de vidrio o plástico para enviar señales de luz en lugar de electricidad. Al funcionar por el principio de reflexión interna total, la luz puede viajar grandes distancias con mínima pérdida de señal.

Aparte de permitir velocidades de transmisión mucho más rápidos que los cables de cobre, y soportar mayor cantidad de datos simultáneamente, no sufre interferencias electromagnéticas y es difícil de intervenir, por lo que las comunicaciones son más seguras. Además, no se corroe ni degrada con facilidad, lo que reduce los costos de mantenimiento a largo plazo.

No obstante, la fibra óptica también tiene sus inconvenientes. Traducir los datos codificados en información comprensible a menudo requiere equipos más lentos y que consumen más energía. Pero un equipo de científicos está desarrollando una solución alternativa microscópica: un nuevo chip de inteligencia artificial.

Un chip que utiliza la física de la luz para analizar datos usando solo una fracción de la energía

A partir de innovaciones en el campo de las redes neuronales pasivas, un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai (USST) de China está desarrollando un nuevo chip de inteligencia artificial que utiliza la física de la luz para analizar datos usando una fracción de la energía. Lo mejor es que cada chip tiene el tamaño de un grano de sal.

Los avances en el proyecto se basan en una forma de red neuronal desarrollada por primera vez por investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles en 2018. Es conocida como una «red neuronal profunda difractiva totalmente óptica», y utiliza capas estampadas impresas en 3D de componentes pasivos que se apilan con precisión. Más tarde, el sistema se entrena para completar cálculos complejos utilizando fotones de luz.

Como los cables de fibra óptica son muy delgados, asemejándose a un cabello humano, el chip basado en inteligencia artificial también tenía que ser igual de pequeño para poder leer cada fotón. Los investigadores se basaron en la «nanolitografía tridimensional de los fotones» para construir cada chip minúsculo utilizando capas de polímero ultrafinas. Luego, conectaron un chip al extremo de un cable de fibra óptica, donde procesaba datos a medida que pasaba a través de los cables a la velocidad de la luz.

Para probar el invento, los investigadores codificaron imágenes de números en fotones de luz, y luego los envió a través de cables de fibra óptica. Más tarde, los chips de inteligencia artificial leyeron con éxito los datos y recrearon cada imagen numérica con una borrosidad mínima. Lo hicieron utilizando solo unas pocas milésimas de la cantidad de energía que usa la actual tecnología de reconocimiento de imágenes basada en IA.

A pesar de los grandes avances obtenidos, el sistema todavía no es perfecto. Y es que cualquier mínima imperfección en el chip puede degradar el sistema en general, y cada chip debe personalizarse específicamente según el trabajo. Empero, los investigadores creen que esta tecnología podría llegar a ofrecer «funcionalidades sin precedentes»: desde imágenes endoscópicas hasta computación cuántica. Si quieres saber más sobre el experimento, puedes leer el estudio en Nature Photonics.

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