Cambiar la electricidad por la luz, ¿el futuro de la informática?

Ordenadores más rápidos y eficientes gracias a la luz. Ese es el futuro que una parte de la ciencia contempla para la informática. Un devenir en el que queden extinguidos los ordenadores tal como los conocemo y los datos viajen por las máquinas a través de la luz (que no electricidad)..

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En ese camino, un grupo de investigadores de la Universidad de Utah ha dado un paso más al haber conseguido fabricar un divisor de haz de luz del tamaño de 5.76 micras cuadradas. Colocado en un chip de silicio, este tamaño contrasta con las 10.000 micras cuadradas que medía hasta ahora una pieza de este tipo.

Según los científicos estadounidenses, la miniaturización de este componente sitúa a la ciencia un poco más cerca de crear chips fotónicos, uno de los elementos por los que se caracterizarán los llamados ordenadores ópticos. Pero, ¿por qué tal interés en sustituir los ordenadores electrónicos por las máquinas de luz?

Máquinas más rápidas…

Corría el año 1990 cuando un grupo de científicos de los laboratorios Bell dio con el prototipo de lo que podría ser el ordenador del futuro: una máquina capaz de utilizar la luz en lugar de la electricidad para hacer cálculos y procesar la información. Lo llamaron ordenador óptico.

“Un ordenador óptico, también llamado ordenador fotónico, sería un ordenador en el que utilizásemos luz en lugar de electricidad para transmitir y procesar la información”, explica a Cooking Ideas Juan Diego Ania, investigador del Instituto de Óptica del CSIC. De acuerdo con Ania, en este tipo de ordenadores serían los fotones – las partículas que componen la luz – los encargados de transmitir y procesar los datos que llegan de internet, en lugar de los electrones.

A pesar del descubrimiento que los científicos estadounidenses publicaron a principios de la década de los noventa, hoy en día el ordenador puramente óptico solo existe en la teoría. En la práctica, la ciencia intenta dar con piezas fotónicas que sustituyan los componentes de un ordenador eléctrico, siempre con el objetivo de crear una máquina capaz de realizar operaciones de forma mucho más rápida.

En una entrevista, Rajesh Menon, el investigador que lideró el descubrimiento de la Universidad de Utah, aseguraba que la luz es el medio de transmisión de datos más rápido que existe hoy en día. Algo en lo que coincide Jose Ramón Salgueiro, investigador del Laboratorio de Óptica de la Universidad de Vigo.

La electrónica tiene un límite, el de la velocidad de los electrones. Llegará un momento en el que no se podrá hacer un ordenador tan rápido porque va a haber limitaciones por el hecho de utilizar electrones”, nos asegura.

La ciencia ya ha comprobado lo rápido que puede viajar la información a través de la luz con la fibra óptica, considerada hoy día como el medio más veloz por el que circulan los datos. Sin embargo, la rapidez con la que viaja la información de un lugar a otro por estos cables disminuye cuando aterriza en nuestro ordenador. Aquí, los fotones de luz que transportan los datos deben convertirse en electrones para que la máquina pueda aprovecharlos.

De ahí que dar con los componentes informáticos que permitan el uso de fotones por parte del ordenador sería todo un logro para la ciencia, trayendo consigo ordenadores más rápidos y eficientes. “Dado que los fotones se desplazan a la velocidad de la luz, potencialmente un ordenador óptico podría ser mucho más rápido que un ordenador convencional, e igualmente, podría tener un menor consumo energético y liberar muchos menos calor, siendo además silencioso”, explica el investigador del CSIC.

…aunque más grandes

En el camino hacia el ordenador óptico, sin embargo, existen todavía un par de obstáculos que la ciencia debe superar. ¿El principal? Hallar con la pieza básica de todo ordenador: el transistor, el elemento gracias al cual una máquina es capaz de realizar multitud de operaciones. De acuerdo con Salgueiro, si el transistor de hoy en día controla una señal eléctrica con otra señal eléctrica para calcular la operación, el transistor óptico permitiría controlar una señal de luz utilizando otra señal de luz.

“¿Cuál es el problema de hacer un ordenador óptico? Que controlar la luz es mucho más complejo que controlar la electricidad”, afirma el investigador. Aún así, Salgueiro señala que es posible dar con un transistor óptico hoy en día, pero no con uno que resulte lo bastante pequeño como para introducir miles de estos componentes en un ordenador de las dimensiones que manejamos actualmente.

Un problema de tamaño que también comparten los chips fotónicos, aunque en este caso varias empresas y universidades han dado ya unos cuantos pasos. Sirvan como ejemplos el último descubrimiento de los investigadores de la Universidad de Utah o el chip de silicio de IBM, que recientemente ha logrado comunicarse con otros circuitos eléctricos del ordenador a través de señales de luz en lugar de señales eléctricas.

De momento, el ordenador óptico es aquel que combina elementos fotónicos y eléctricos y que, según Ania, cuenta con un rendimiento muy inferior al ordenador convencional. “Los ordenadores ópticos, por tanto, pese a constituir una tecnología muy prometedora, están aún lejos de perfeccionarse lo suficiente como para resultar competitivos y adecuados para una producción en masa”, indica.

Aún así, el investigador es optimista, ya que considera que gracias a los rápidos avances del mundo de la optoelectrónica – la rama de la ciencia que investiga las máquinas fotónicas -, no tendremos que esperar mucho para tener uno de estos en casa.

Cooking

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