La aplicación de la fotónica a los sistemas computacionales es uno de los retos actuales para conseguir ordenadores más rápidos y con más capacidad de procesamiento

La revista International Innovation publica el artículo «A photonic brain» en el número del mes de mayo de 2014. El artículo explica algunas de las líneas de trabajo del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC) en el ámbito de la fotónica no lineal y entrevista a los investigadores Ingo Fischer y Claudio Mirasso.

El IFISC (CSIC-UIB) acoge un grupo internacional e interdisciplinar de investigación. Uno de sus ámbitos de estudio es el de la fotónica no lineal, con la particularidad que se parte del uso de las metodologías de los sistemas dinámicos, pero se combinan con métodos computacionales, la física estadística, las técnicas experimentales, las ciencias de la información y la mecánica cuántica. La combinación de campos muy diferentes de investigación, con ángulos de estudio poco habituales en la fotónica, permite llevar a cabo investigaciones de vanguardia que se mueven más allá de los límites de la física tradicional. Este entorno estimula a los investigadores a abordar la fotónica desde un ángulo inusual estudiando sistemas fotónicos poco comunes, como las redes ópticas no lineales, y para aspirar a diseñar aplicaciones como el procesamiento de la información fotónica en sistemas inspirados en el cerebro y la encriptación basada en el caso.

En el transcurso del artículo los investigadores Ingo Fischer y Claudio Mirasso destacan que entre sus principales retos se encuentra la manera de implantar una red compleja con componentes fotónicos. Aunque los sistemas fotónicos tienen ventajas indudables, aun queda mucho para conseguir sistemas que se puedan contabilizar con los estándares de la electrónica. Los investigadores afirman que su campo de trabajo, a pesar de ser un nuevo ámbito de investigación, ha despertado el interés de diversos grupos de investigación de todo el mundo. «Al principio era muy difícil producir interés por nuestro trabajo, pero ahora hemos recibido reconocimiento y un creciente interés por nuestra tarea desde numerosos lugares de investigación en todo el mundo y desde diferentes campos de estudio. Nosotros creemos -afirma Ingo Fischer- que los ordenadores fotónicos inspirados en el cerebro, una especie de cerebro fotónico, podrían ser una realidad en un futuro no muy lejano».

Entre los retos que supone crear un cerebro fotónico se encuentra, por ejemplo, descubrir cuál es el mecanismo que permite al cerebro procesar, solo una fracción de segundo, la descarga eléctrica de billones de neuronas que le permiten reconocer una cara familiar entre un montón de personas. Esta es una tarea compleja del cerebro muy difícil de imitar para un ordenador tradicional. Lo que han descubierto los estudios recientes es que las tareas difíciles para los ordenadores, como el reconocimiento facial o de la voz mejoran notablemente en velocidad y con un consumo relativamente bajo con el uso de un sistema fotónico de procesamiento de la información.

Entre los últimos trabajos desarrollados por el equipo del IFISC hay experimentos que muestran como una estructura fotónica mínima puede procesar información a niveles sin precedentes.

Bibliografía complementaria

• «Information processing using a single dynamical node as complex system». L. Appeltant, M. C. Soriano, G. Van der Sande, J. Danckaert, S. Massar, J. Dambre, B. Schrauwen, C. R. Mirasso and I. Fischer, Nature Communications, 2, 468 (2011)
  
• «Parallel photonic information processing at gigabyte per second data rates using transient states», D. Brunner, M. C. Soriano, C. R. Mirasso and I. Fischer, Nature Communications, 4, 1364 (2013)
• «Complex photonics: Dynamics and applications of delay-coupled semiconductors lasers», M. C. Soriano, J. García-Ojalvo, C. Mirasso and I. Fischer, Rev. Mod. Phys., 85, 421 (2013).  

 

Fecha de publicación: Thu Jun 12 12:33:00 CEST 2014