Sistema que permite la autoprogramación de circuitos fotónicos

Nature Communications, publicación del grupo Nature de prestigio científico a nivel mundial, recoge en su número de diciembre el artículo del método desarrollado por investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) en España, que permite que los circuitos fotónicos se programen por sí mismos. Este sistema está basado en optimización avanzada y en técnicas de aprendizaje automático (el llamado machine-learning).

Como explica el investigador coautor del artículo Daniel Pérez-López “reportamos métodos para que los circuitos fotónicos de propósito genérico se programen por sí mismos para la realización de múltiples aplicaciones”.

Hasta el momento, la programación semiautomática implica que parte del proceso de configuración de los circuitos requiere la supervisión de una persona, que después de analizar los datos, selecciona y ejecuta la programación final. A partir de ahora, esto va a cambiar totalmente con la nueva metodología demostrada. El nuevo sistema diseñado por los investigadores de la Universitat Politècnica de València es esencial para sobreponerse a errores de diseño, de fabricación y condiciones del entorno. Y permite según Aitor López, también coautor del artículo, “un aumento radical del rendimiento de los circuitos fotónicos integrados. Reportamos funciones de autosanación. Si el circuito se encuentra dañado, o no ofrece buenas prestaciones en un área determinada, encuentra por sí mismo una configuración alternativa para garantizar las prestaciones”.

Esto supone una auténtica revolución porque “ya no necesitamos circuitos perfectos salidos de fábrica. Al contrario, la capacidad de actuación del dispositivo se consigue a través de la colaboración entre todos los elementos que lo integran”, dice Daniel Pérez-López.

Los circuitos fotónicos con un alto grado de reconfiguración son una tecnología emergente que permitirá la expansión de la computación fotónica y neuromórfica. "Los circuitos fotónicos, actualmente, se encuentran en transceptores y en centros de datos. Estas dos tecnologías son las únicas que cuentan con el volumen necesario para hacer que la fotónica sea viable en costes", apunta el también coautor e investigador José Capmany. Sin embargo, el uso de la fotónica programable pretende beneficiarse de las economías de gran escala, mediante el uso de un hardware común que pueda utilizarse para múltiples aplicaciones, democratizando así el uso de una tecnología que ha demostrado altas capacidades para complementar a la electrónica.

El estudio publicado es el resultado del trabajo de investigación realizado gracias a la colaboración de los investigadores: Daniel Pérez-López, Prometheus DasMahapatra, José Capmany, pertenecientes a Photonics Research Labs (PRL) y a iPronics Programable Photonics, y a Aitor López, de Photonics Research Labs de la UPV.

Miembros del equipo de investigación. De izquierda a derecha: José Capmany, Aitor López y Daniel Pérez. (Foto: UPV)

Los Photonics Research Labs (PRL) de la UPV están formados actualmente por alrededor de 40 ingenieros de telecomunicación y físicos. Su objetivo es desarrollar conocimiento científico de alta calidad en el campo de la óptica, óptica cuántica y la fotónica, a través de proyectos de investigación, contratos de I+D y acuerdos de colaboración con el sector privado.

iPronics Programable Photonics es una empresa spin-off derivada de la UPV que contribuye al desarrollo del futuro de las soluciones de procesamiento de información, donde la electrónica y la fotónica trabajan en sinergia para explotar lo mejor de ambos mundos. Busca crear soluciones de alto rendimiento, flexibles y sostenibles. (Fuente: UPV)