Cuando se trata de tecnología moderna, muy pocos dispositivos tienen más seriedad o energía de cómic que las supercomputadoras. Estos poderosos dispositivos son capaces de tener un tremendo poder de cálculo numérico e incluso han descubierto un defecto invisible en los motores a reacción que estaba reduciendo su eficiencia general. Pero gracias a un nuevo dispositivo fotónico desarrollado por investigadores del MIT, las supercomputadoras cuánticas podrían evolucionar a una escala mucho mayor que cualquier cosa que hayamos visto antes.
Los chips fotónicos utilizan luz (fotones) disparada por láseres en miniatura para procesar información en lugar de electricidad. Normalmente, esta luz láser opera dentro de pequeños caminos conocidos como guías de ondas ópticas en este tipo de chips. No es un proceso eficiente, ya que la luz se limita al chip. Sin embargo, el MIT informa que esta nueva tecnología fotónica permite que la luz se transmita fuera del chip de forma controlada. Esto podría beneficiar a la supercomputación cuántica, donde los sistemas tradicionales se limitan a controlar sólo una pequeña cantidad de rayos láser a la vez. La tecnología fotónica permite transmitir miles de rayos a la vez, lo que significa que la computación cuántica podría superar con creces sus propias limitaciones.
Para que esto sea posible, el equipo del MIT, junto con un grupo de colaboradores, construyeron estructuras microscópicas en el chip. Conocidas como “saltos de esquí”, estas estructuras se curvan hacia arriba, captan la luz a medida que pasa y la envían al espacio abierto. Pero no es sólo la forma de los saltos lo que permite que la luz salga correctamente, ya que en realidad están hechos de dos materiales flexibles diferentes. A medida que se aplican más controles, los rayos se pueden encender y apagar rápidamente, brindando a los investigadores el control escalable que estaban buscando.
Los beneficios y desafíos de la computación fotónica
Los avances en la tecnología fotónica no podrían llegar en mejor momento para las supercomputadoras. El procesamiento de pesadas cargas de trabajo de IA, además de otras tareas complejas, ha llevado a los sistemas actuales más allá de lo que a menudo pueden manejar. Pero la computación fotónica es un enfoque más moderno ya que utiliza luz en lugar de electricidad, a diferencia de una supercomputadora tradicional. Esto hace que la tecnología de computación fotónica no sólo sea más eficiente energéticamente sino también más rápida.
Por el contrario, los sistemas cuánticos, que finalmente podrían resolver el problema de la contaminación planetaria de la IA utilizando menos recursos para realizar las mismas tareas, aún se encuentran en sus primeras etapas. Aunque se beneficiarían de la tecnología fotónica, es posible que estos sistemas cuánticos ya se estén quedando atrás. Esto se debe a que la tecnología de computación fotónica está demostrando ser la solución ideal para diversas operaciones. Esto incluye los cada vez más impopulares centros de datos que están surgiendo en todo Estados Unidos; El uso de tecnología fotónica en estos centros suavizaría el impacto que estas instalaciones tienen en aquellos que no las quieren en sus comunidades. Además, el ancho de banda y la latencia ya están experimentando grandes mejoras gracias a la tecnología fotónica, e incluso se están logrando avances hacia el desarrollo de dispositivos que funcionen exclusivamente con fotones.
Pero si bien la computación fotónica tiene sus ventajas, también implica algunos desafíos. La fabricación de los componentes es un proceso muy detallado y exigente, que requiere una ejecución perfecta en todo momento. Un defecto menor puede provocar un chip defectuoso, lo que obligaría a empezar de nuevo desde cero. Además, actualmente es ineficiente fabricar dispositivos fotónicos debido a que necesitan una tecnología de control de temperatura incorporada. Como resultado, la adopción en el mundo real de diseños totalmente fotónicos es actualmente más una aspiración a largo plazo que un objetivo práctico.
