Circuitos fotónicos programables: un chip, muchas aplicaciones diferentes
La fotónica, la ciencia dedicada a generar, detectar y manipular las partículas de luz, constituye la base de muchas de las tecnologías que utilizamos en nuestra vida diaria. En la rama en evolución de la fotónica integrada, se pueden construir circuitos ópticos cada vez más grandes y complejos en la superficie de un chip. La mayoría de estos circuitos están diseñados actualmente para aplicaciones específicas en las telecomunicaciones, la detección y otros campos. Sin embargo, la tecnología fotónica encuentra aplicaciones cada vez en más áreas. Por esta razón necesitamos «circuitos ópticos de “propósito general” que puedan ser programados directamente por el usuario final», según una nota de prensa publicada en el sitio web de la Universidad Politécnica de Milán, socia del proyecto Super-Pixels, financiado con fondos europeos. El potencial de estos circuitos fotónicos programables es el centro de interés de un estudio respaldado en parte por Super-Pixels y los proyectos PhotonICSWARM, MORPHIC, UMWP-CHIP y FPPAs, financiados con fondos europeos. El estudio publicado en la revista «Nature» analiza los desarrollos recientes en esta tecnología de nueva aparición y las posibles aplicaciones en varios campos.
Los circuitos fotónicos programables y su funcionamiento
Los circuitos fotónicos programables son la versión óptica de las matrices de puertas programables «in situ» (circuitos electrónicos integrados diseñados para ser configurados por un cliente después de su fabricación). El hecho de que dicho circuito óptico pueda utilizarse para muchas aplicaciones diferentes hace que la tecnología sea más accesible y reduce los costes, así como el tiempo de investigación y desarrollo. Según la nota de prensa, la estrategia más utilizada para crear estos circuitos es configurar pistas ópticas interconectadas (red) en un chip fotónico. Dado que los nodos de la red se pueden configurar y gestionar mediante «software» y algoritmos, se puede hacer que la luz realice la función deseada rápidamente y sin consumir demasiada energía. Cambiar la función del circuito implica simplemente reprogramarlo. «Con el mismo circuito óptico, podemos elegir realizar operaciones matemáticas, implementar inteligencia artificial y sistemas de aprendizaje automático, crear redes de sensores en chip y sistemas de imagenología, y manipular estados cuánticos de luz. Además, la rápida convergencia entre las tecnologías electrónica y fotónica pronto llevará a que todo esto sea posible en el mismo chip de silicio», explicó en la misma nota de prensa el profesor Francesco Morichetti de la Universidad Politécnica de Milán. El profesor Andrea Melloni, director del Laboratorio de Dispositivos Fotónicos de la misma universidad, observó: «Si bien todavía es prematuro pensar en dispositivos fotónicos tan avanzados que operen con luz de manera similar a los procesadores electrónicos actuales, nos hemos acercado mucho a la posibilidad de crear coprocesadores fotónicos programables que sean capaces de procesar datos en el dominio óptico para realizar tipos de operaciones de manera extremadamente eficaz». El proyecto Super-Pixels (Super-Pixels: Redefining the way we sense the world.) se propone desarrollar conjuntamente una plataforma de sensores de nueva generación que revolucionará la forma en que procesamos la luz. El proyecto finaliza en agosto de 2022. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto Super-Pixels
Palabras clave
Super-Pixels, circuito óptico, circuito fotónico, luz, chip