Científicos alemanes desarrollan computadoras ópticas para revolucionar la inteligencia artificial

El proyecto, denominado "PicPhotMat - Materiales Estructurados para Computación Analógica Picofotónica", está siendo financiado por el Ministerio Federal de Investigación, Tecnología y Espacio de Alemania con 2,3 millones de euros durante cinco años, como parte de su programa "NanoMatFutur", según la Universidad de Jena.

La Dra. Elena Goi, directora del nuevo grupo de investigación junior en la Universidad de Jena, explica que "los métodos modernos de IA se basan en redes neuronales y logran un rendimiento similar al del cerebro en tareas que son desafiantes para las computadoras tradicionales pero fáciles de realizar para los humanos". Según Goi, "los sistemas ópticos son ideales para procesar rápidamente las grandes cantidades de datos con las que trabajan los sistemas neuromórficos, es decir, inspirados en el cerebro".

Estos sistemas ópticos pueden realizar operaciones matemáticas complejas en grandes matrices, que son los componentes básicos de los algoritmos de IA, con una eficiencia energética significativamente mayor en comparación con los procesadores convencionales, superando a las tecnologías electrónicas basadas en silicio comúnmente utilizadas en la actualidad, de acuerdo con la información proporcionada por la universidad alemana.

A pesar de su gran potencial, estos sistemas ópticos neuromórficos aún no están listos para aplicaciones amplias. Una razón principal es que son difíciles de miniaturizar e integrar en un chip informático en grandes cantidades. Actualmente, las neuronas ópticas artificiales todavía requieren mucho espacio en un chip, incluso con técnicas de fabricación de última generación.

El proyecto "PicPhotMat" se basa en los últimos hallazgos en pico-fotónica, un campo de investigación que estudia la interacción entre la luz y la materia a distancias un millón de veces más pequeñas que el diámetro de un cabello humano. "La interacción de la luz y la materia a esta escala tiene el potencial de influir en el comportamiento de la luz de manera poderosa. Esto abre posibilidades completamente nuevas para el desarrollo de sistemas neuromórficos ópticos altamente compactos, energéticamente eficientes y escalables", explica la física de la Universidad de Jena.

Con esta tecnología especial, el proyecto "PicPhotMat" pretende allanar el camino para un hardware de IA sostenible y potente para el futuro. Los investigadores quieren desarrollar chips que requieran menos energía mientras ofrecen un rendimiento significativamente mayor que los sistemas actuales. Además, el proyecto tiene como objetivo proporcionar nuevos conocimientos sobre la interacción luz-materia en los niveles más pequeños, conocimientos que podrían abrir posibilidades técnicas completamente nuevas a largo plazo.

La inteligencia artificial está moldeando cada vez más nuestra vida cotidiana: los chatbots responden a solicitudes de servicio, la IA formula textos y diseña imágenes, y el reconocimiento facial desbloquea millones de smartphones en todo el mundo. Sin embargo, las computadoras necesarias para ejecutar estas complejas tareas son cada vez más grandes, costosas y consumen mucha energía. Por lo tanto, los modelos de IA modernos están llevando al hardware convencional a sus límites, un problema que se agravará en el futuro, según señala la Universidad de Jena.

El desarrollo de estas nuevas tecnologías basadas en la luz podría representar un salto cualitativo en la capacidad de procesamiento de los sistemas de IA, permitiendo aplicaciones más complejas y eficientes en diversos campos, desde la medicina hasta la investigación científica avanzada.