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Un grupo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertenecientes al Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM), ha dado un paso más hacia el chip infalible.

Desde sus laboratorios, ubicados en la Ciudad Politécnica de la Innovación (CPI-UPV), han desarrollado un avanzado método para el análisis y la configuración a la carta de circuitos fotónicos que permite anticiparse a los posibles fallos de un chip y "reducir su impacto" en la fase de diseño, es decir, antes de que entren en funcionamiento. Este avance ha sido publicado en la revista Óptica.

El trabajo de los investigadores de la UPV se centra en los circuitos fotónicos de propósito genérico, que son capaces de proporcionar múltiples funcionalidades empleando una única arquitectura, de forma análoga a cómo actúan los microprocesadores en electrónica.

En este sentido, José Capmany, investigador del Photonics Research Labs (PRL) del iTEAM-UPV, afirma que, "con las herramientas que hemos desarrollado, simplificaríamos y optimizaríamos la fabricación y rendimiento de estos chips".

Entre el equipamiento utilizado en el estudio cabe destacar un analizador vectorial óptimo que permite caracterizar chips fotónicos y components de fibra óptica de hasta 150 m. Este equipo ha sido financiado con fondos FEDER de la Comunitat Valenciana.

Anticipación de fallos y compensación de deficiencias

Según explica el profesor Capmany, en los componentes de los circuitos, en muchas ocasiones se producen fallos que acaban afectando al rendimiento final de los mismos. "La técnica permite anticipar dónde va a fallar el circuito y, a partir de ahí, configurar el resto de componentes para compensar estas deficiencias, garantizando así su máximo rendimiento", apunta. Y todo ello, de forma totalmente invisible para el usuario.

"El método de análisis", añade Daniel Pérez, investigador también del grupo PRL-iTEAM de la UPV, "es relativamente sencillo. Se configura cada una de las unidades del circuito y, aplicando técnicas de inducción matemática, se ofrece un diagnóstico de cómo se comportaría el circuito en cada uno de los puertos. A partir de dicho diagnóstico, podemos realizar las modificaciones que creamos oportunas en la configuración. Además, el método nos permite simular circuitos de mayores dimensiones, y validar sus prestaciones con las técnicas de fabricación actuales".

Reducción de costes

Otra de las ventajas del trabajo desarrollado desde el iTEAM-UPV es la reducción del coste de los chips. Según Capmany, "si eres capaz de optimizar el circuito mediante software, la fase de fabricación no es tan exigente, lo que permite aumentar el rendimiento en la producción de estos dispositivos".

Chips con inteligencia artificial

Así mismo, el trabajo desarrollado por los investigadores del iTEAM-UPV supone también un primer paso para el diseño y fabricación de circuitos fotónicos con técnicas de inteligencia artificial. "Con este método", indica Daniel Pérez, "podremos utilizar algoritmos de machine learning para hacer síntesis y diseño de circuitos. El trabajo actual es la semilla que necesita un método de aprendizaje automático".

El próximo reto para los investigadores del iTEAM-UPV es fusionar sus últimos trabajos en el diseño hardware de los circuitos con los algoritmos avanzados que permitan exprimir todo el potencial de la óptica integrada.