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Los chips del futuro incorporarán fotónica y electrónica, tendrán un ancho de banda, velocidad y capacidad de procesamiento y computación ahora mismo impensables, permitirán integrar muchos más componentes, y sus prestaciones se incrementarán a nivel exponencial respecto a los chips electrónicos. Con todo ello, resultarán fundamentales en múltiples campos, acercándonos un poco más, por ejemplo, a la computación cuántica o al coche autónomo.

La clave reside en la fotónica programable, una tecnología en la que la Universitat Politècnica de València (UPV), a través del Photonics Research Labs (PRL) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) y su spin-off iPronics, programmable photonics SL, es hoy referencia internacional. Así lo refrenda Nature, que en su último número publica un artículo de análisis sobre el presente y futuro de esta disciplina -la fotónica programable- firmado, entre otros, por Daniel Pérez y José Capmany, investigadores ambos del Photonics Research Labs.

“La fotónica programable”, destaca Capmany, “supone un antes y un después en el campo de las telecomunicaciones. Es un área con un gran potencial y valor, por la complementariedad que tiene con la electrónica. Nuestro artículo recoge todos los avances que se han conseguido, hasta el momento, alrededor de todo el mundo en este campo, que cada vez suscita mayor interés”.

Democratizar la fotónica

Dentro de esos avances, mención especial merecen los chips de propósito genérico programables en los que trabaja el equipo de investigadores de la UPV. Estos circuitos son capaces de proporcionar múltiples funcionalidades empleando una única arquitectura, de forma análoga a cómo actúan los microprocesadores en electrónica.

El artículo, a su vez, recoge los hitos más recientes en el desarrollo de chips de propósito específico –diseñados para una función concreta- y cita la investigación de centros europeos, como la Universidad de Gante y el Politécnico de Milán, y americanos, como el MIT, la Universidad de Stanford y la Universidad de Toronto.

“Desde un punto de vista fundamental”, afirma Pérez, “el artículo describe y presenta la tecnología de la fotónica integrada y los diferentes niveles necesarios -hardware fotónico, electrónica de control y software- para aprovechar todo el potencial de este tipo de sistemas”.

Para los investigadores de la UPV, estas tecnologías permitirán “democratizar” la fotónica, lo que supondría una “auténtica revolución” en el campo de las telecomunicaciones.

“Además de al coche autónomo o la computación cuántica”, prosigue Pérez, “la fotónica integrada ayudará también a mejorar los sistemas de aprendizaje automático, las comunicaciones 5G o al desarrollo de la computación neuromórfica, con chips que imitarán la red de neuronas de nuestro cerebro y sus conexiones. Todas estas aplicaciones requieren de una alta flexibilidad y un procesado de grandes cantidades de datos a gran velocidad. Eso es lo que ofrece la fotónica programable y de ello es de lo que trata el artículo que ha publicado Nature”.

Tres artículos en Nature y siguientes desafíos

Con este, son tres ya los artículos que Nature ha publicado sobre el trabajo desarrollado por los investigadores del PRL-iTEAM de la UPV en el campo de la fotónica integrada, un hito que reafirma su liderazgo internacional en este campo

Sobre los siguientes desafíos, José Capmany y Daniel Pérez inciden en la necesidad de dotar de escalabilidad a los sistemas e integrar en los chips más y mejores componentes. “A día de hoy, la investigación pasa por la escalabilidad, tanto hardware como software. Y prevemos que, en dos o tres años, se pueda llegar a doblar el número de unidades sintonizables integradas en los chips. De este modo, el nivel de prestaciones, lo que podamos hacer con estos chips, aumentará a nivel exponencial”, concluyen los investigadores de la UPV.