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No es un procesador cuántico ni requiere grandes recursos, pero este nuevo procesador óptico de luz polarizada puede ser el inicio de la próxima revolución informática
18/12/2022
Investigadores de la Universidad Aalto de Finlandia han desarrollado un nuevo tipo de ordenador que utiliza partículas de luz en lugar de electricidad para realizar cálculos de forma más rápida y eficiente. Estos ordenadores, conocidos como ordenadores ópticos, son capaces de realizar las mismas funciones que los ordenadores electrónicos tradicionales, pero consumen menos energía, ocupan menos espacio y pueden alcanzar velocidades de procesamiento un millón de veces más rápidas que los actuales.
En un solo chip de ordenador puede haber miles de millones de puertas lógicas que trabajan juntas para realizar las tareas que lleva a cabo un ordenador. Estos diminutos componentes son capaces de realizar operaciones básicas como comparar datos, pero cuando las puertas lógicas se combinan entre ellas pueden realizar tareas mucho más complejas, como mostrar este mismo artículo en su pantalla, transmitir un vídeo o ejecutar un juego de ordenador.
Los ordenadores ópticos no son nada nuevo, pero hasta ahora necesitaban de componentes complejos para funcionar y sus capacidades eran limitadas. El profesor Yi Zhang y su equipo de la Universidad de Aalto, han creado un ordenador que en lugar de usar chips tradicionales que funcionan transportando electrones, lo hace con puertas lógicas ópticas que realizan las mismas funciones pero usando fotones.
Cómo lo han hecho
Los investigadores han sido capaces de crear estas puertas lógicas ópticas utilizando una sola capa de cristales de disulfuro de molibdeno de 0,65 nanómetros de grosor. Como los fotones se mueven más rápido que los electrones en un circuito, estas nuevas puertas lógicas, dicen los investigadores, podrían acelerar los cálculos, y como también se mueven sin resistencia, podrían hacer el mismo trabajo utilizando menos energía. Además su fabricación no requiere mucha complicación ya que se puede llevar a cabo con los procesos industriales ya existentes.
El ordenador óptico fabricado por el equipo de la Universidad de Aalto utiliza luz polarizada circularmente para representar bits, —los paquetes de información básicos que usan los ordenadores para funcionar y que representan valores de 1 ó 0— en lugar de atender a la carga eléctrica positiva o negativa como hacen los ordenadores tradicionales.
Las puertas lógicas de este ordenador están fabricadas con cristales sensibles al sentido de giro de los haces de luz polarizada y pueden construirse utilizando filtros ópticos y otros componentes para replicar las puertas tradicionales.
Aplicación en ordenadores cuánticos
El equipo demostró en un artículo publicado en la revista Science Advances, que este nuevo enfoque es capaz de realizar varias operaciones con datos en paralelo, algo que puede suponer enormes mejoras en la eficacia y velocidad de los cálculos frente a las computadoras tradicionales.
El siguiente paso para los investigaciones es explorar la posibilidad de utilizar este tipo de puertas lógicas ópticas para crear ordenadores híbridos clásicos y cuánticos o de crear puertas lógicas cuánticas ópticas, aprovechando que los fotones ya se utilizan para transmitir datos en la computación cuántica.
"Esperamos que en el futuro se puedan fabricar ordenadores totalmente ópticos", afirma Zhang. "La mayor ventaja es la velocidad superrápida de los chips ópticos frente a los chips tradicionales. Además, la luz tiene capacidad de procesamiento paralelo y consume menos energía, mientras que los dispositivos electrónicos consumen más energía debido a la resistencia."
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