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El investigador de la Universitat Politècnica de València (UPV), perteneciente al Photonics Research Labs-iTEAM, José Capmany Francoy, ha obtenido una ERC Advanced Grant –la ayuda más prestigiosa del Consejo Europeo de Investigación– dotada con 2,5 millones de euros para el desarrollo del proyecto ANBIT.

El proyecto gira alrededor de esta idea: crear un nuevo modelo de computación que se adapte a las características tecnológicas de la fotónica integrada, que permita disponer de una solución alternativa y complementaria al de la actual computación electrónica digital.

“Si tenemos éxito, podremos llegar a desarrollar chips fotónicos que se complementen con los chips electrónicos actuales, solucionando las limitaciones derivadas de la muerte de la ley de Moore y generando un cambio de paradigma en nuestra sociedad de la información”, destaca José Capmany.

El investigador de la UPV, explica que los pilares de esta nueva teoría de computación, denominada computación fotónica analógica, se asientan sobre una nueva unidad de información: el bit analógico (o anbit como acrónimo de analog bit), una señal analógica de dos dimensiones que explotará el principio fotónico de interferencia para realizar operaciones.

“Esta idea básica nos lleva a enunciar el siguiente eslogan “Analog is the new digital”, que queremos contribuir a que sea el paradigma de la nueva sociedad de la información del siglo XXI”, añade el investigador del PRL-iTEAM de la UPV.

Segunda Advanced Grant en seis años

En total, el Consejo Europeo de Investigación ha concedido 218 Advanced Grants a destacados líderes de investigación de toda Europa, 16 de ellas en España. En el caso de Capmany, destaca además que es la segunda vez que obtiene este prestigioso reconocimiento, tras haberlo recibido también en 2017 para el desarrollo del proyecto UMWP-Chip.

“Para mí, recibir esta nueva ERC supone un enorme privilegio y orgullo que viene a reconocer el trabajo excelente que nuestro grupo lleva realizando durante los últimos años y que se ha materializado no solamente en publicaciones de altísimo nivel, sino también en la creación de varias spin-offs que están llevando al mercado conceptos y productos basados en el conocimiento que hemos generado entre todos aquí en la UPV”, destaca Capmany.

El equipo coordinado por el investigador de la UPV trabajará en este proyecto durante los próximos cinco años.

La computación electrónica digital, base de nuestras vidas… pero con limitaciones

La computación actual –la computación electrónica digital- es hoy indispensable. Los móviles, tablets, coches, trenes, aviones, relojes inteligentes y electrodomésticos hacen uso continuo de ella. “Por ejemplo, algo tan cotidiano como una lavadora necesita usar la computación para saber interpretar y ejecutar el programa de lavado que configure el usuario. Por lo tanto, es evidente que la computación es una de las piedras angulares en las que se asienta la sociedad actual. Ahora bien, la computación electrónica digital tiene algunas limitaciones, que son las que queremos superar con nuestra propuesta, dando un paso más allá de las soluciones planteadas con la computación cuántica y neuromórfica”, explica José Capmany.

Entre las limitaciones de la computación digital, desde el PRL-iTEAM explican que tarda mucho tiempo en resolver problemas con múltiples datos que se tengan que gestionar de forma simultánea. Este tipo de problemas matemáticos se da en aplicaciones como la inteligencia artificial, el coche autónomo, la robótica, el diagnóstico médico por imágenes o el desarrollo de fármacos y aplicaciones cuánticas.

Por otro lado, la tecnología electrónica intenta solventar las limitaciones matemáticas de la computación digital integrando más transistores en los chips (el dispositivo básico de la electrónica) para darles más velocidad de computación. “Sin embargo, la capacidad de duplicar el número de transistores en un chip cada dos años, conocida como la ley de Moore, ha llegado a su fin. Por ello, la industria electrónica será cada vez menos capaz de incrementar en los chips las velocidades de computación requeridas por las diferentes aplicaciones”, apunta Capmany.

Frente a estas limitaciones, los modelos matemáticos alternativos que se han propuesto son la computación cuántica - basada en las leyes de la mecánica cuántica- y la computación neuromórfica - propone una matemática basada en el funcionamiento del sistema nervioso y del cerebro humano. “Sin embargo, el desarrollo experimental de ambas lleva décadas evolucionando de forma muy lenta. Todavía no se ha encontrado un matrimonio perfecto matemático-tecnológico que coexista y complemente a la computación electrónica digital para resolver tareas donde ésta es ineficiente. Y esto es lo que trataremos de resolver con el proyecto ANBIT”, destaca el investigador.

La computación fotónica analógica, la solución

Según explica el equipo del PRL-iTEAM de la UPV, el problema radica en que, históricamente, primero se han desarrollado los modelos matemáticos y después se ha buscado desarrollar la tecnología para adaptarla a las matemáticas.

“¿Qué pasaría si en lugar de desarrollar la tecnología para adaptarla a la matemática, lo hacemos al revés? Esta es nuestra propuesta con ANBIT, crear desde cero un modelo matemático de computación que se adapte a una tecnología que pueda complementarse y coexistir con la electrónica. Y la tecnología candidata es la fotónica, para la cual no hay un modelo específico de computación desarrollado. Esta es la base de nuestro trabajo para los próximos cinco años, una propuesta rompedora con la que, si tenemos éxito, contribuiremos a una nueva revolución en las tecnologías y la sociedad de la información”, concluye Capmany.

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