De la electrónica a la fotónica

A pesar de que el mundo de la ciencia ficción nos ha presentado un escenario lejano en el que nuestros ordenadores y todo tipo de dispositivos que utilizamos a diario funcionan a la velocidad de la luz, lo cierto es que el futuro de la informática -y no precisamente uno muy distante- pasa por decirle adiós a la electrónica tal y como la conocemos y darle la bienvenida a la fotónica.

La fotónica parte de una base tan sencilla como innovadora: cambiar los electrones por los fotones. Nuestros dispositivos deben pasar de utilizar señales eléctricas a que sus microprocesadores funcionen con luz. Esto que a priori podría parecernos un simple cambio, representa toda una revolución tecnológica que cambiará la forma en la que hacemos uso de la tecnología a todos los niveles. El cambio de los electrones a los fotones permitirá que ordenadores, tabletas, móviles... puedan funcionar millones de veces más rápido que actualmente ya que se mejorarían las velocidades de cálculo y del transporte de datos. Y es que los fotones pueden transmitir, manipular y almacenar información de una forma mucho más eficiente que los electrones.

Pero, ¿cómo avanzar en este cambio? Ha llovido mucho desde que en 1948 fuera inventado el primer transistor. Antes de que modifiquemos por completo toda la tecnología a nuestro alrededor y utilicemos directamente chips fotónicos de silicio, necesitamos adaptar los dispositivos actuales para que encajen con la transmisión de la información a través de la luz. Como se suele decir, para no empezar la casa por el tejado y hacer esta tecnología más asumible para la sociedad en general. En ese paso, un equipo de ingenieros de la Universidad estadounidense de Utah ha dado un salto de gigante con la construcción de un microdivisor de haz encargado de separar las ondas de luz en dos canales distintos de información. Ese divisor ultracompacto se coloca adherido a la parte superior de un chip de silicio, permitiendo que la luz se divida en esos dos elementos.

El tamaño de ese divisor equivale a una quinta parte del grosor de un cabello humano, por lo que podrían integrarse sin obstáculo alguno millones de divisores de haz de luz en un mismo chip. Los fotones de luz trasladarían los datos a través de internet por las redes de fibra óptica y este pequeño dispositivo obraría el milagro de la conversión en nuestros aparatos tecnológicos. No solo obtendríamos unos dispositivos que funcionarían a la velocidad de la luz gracias a los sistemas de comunicación por fibra óptica, sino que también se alargaría la vida de todos ellos ya que consumirían muchísima menos energía y, por ende, la batería nos duraría infinitamente más que en la actualidad; una queja que ya está siendo de lo más abundante y llamativa en nuestros días.

¿Para cuándo tendremos a mano esta tecnología? En un año en el que se cumple el 50 aniversario de la Ley de Moore y en el que celebramos el Año Internacional de la Luz, la fotónica parece guiñarle un ojo a una predicción -ya que en su sentido literal no es realmente una ley- que ha seguido estando vigente aún cincuenta años después. Si la fotónica sigue su curso, podríamos estar hablando de un derrocamiento en toda regla.

Desde hace años existen empresas (como IBM o Intel) volcadas en este futuro mercado que promete un rendimiento espectacular y sin precedentes. La compañía Optalysys es una de ellas. Su objetivo es presentar muy pronto un prototipo de ordenador a exaescala, esto es, una máquina capaz de alcanzar el Exaflops, o lo que es lo mismo, funcionar 50 veces más rápido que el superordenador Tianhe-2, (desarrollado por la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa de China y la empresa china Inspur con un coste de alrededor de 228 millones de euros) y que ostenta el récord de ser el más rápido del mundo.

A todas luces parece una cifra exagerada, pero los avances actuales y la rotura de los límites tecnológicos nos hacen plantearnos la posibilidad de que un superordenador alcance el exaflop, quién sabe si de aquí a 2020.

¿Cuáles serían las características más destacadas de este próximo ordenador? Ante todo seguimos hablando de un consumo muy reducido de energía. Si tuviésemos que comparar el gasto energético de un superordenador como Tianhe-2 con un rendimiento de 33,86 petaflops al del ordenador de Optalysys, el resultado sería el siguiente: Tianhe-2 consume unos 19 millones de euros al año y el recién llegado apenas alcanzaría los 3.200 euros al año. Las cifras hablan por sí mismas.

Si solo habláramos de consumo energético aún podríamos pensar en la utilidad real de este avance. Pero aún hay más. Su rendimiento solo puede calificarse de espectacular. Para que nos hagamos una idea, podemos imaginarnos cientos de procesadores funcionando simultáneamente y a la velocidad de la luz. Rápido, ¿verdad?

Aunque aún nos quedan algunos años para caminar en la senda de la fotónica, ya podemos ir soñando con un futuro más rápido, marcado por una velocidad y un poder mayores en las máquinas, ya sean vehículos autónomos, satélites, superordenadores... y más a pie de calle, con una revolución en nuestros dispositivos personales, así como, por ejemplo, en la capacidad de un mercado que no para de evolucionar, como el del streaming de videojuegos o de los contenidos audiovisuales online en general.