«La velocidad de procesamiento y la eficiencia energética de la electrónica estándar se han convertido en factores limitantes para nuevas aplicaciones disruptivas que entran en nuestra vida cotidiana, como la inteligencia artificial, el aprendizaje automático, la visión por ordenador y muchas más», afirma en un comunicado Andrea Cordaro, autor principal del estudio.
El estudiante del Instituto de Física Fundamental de Países Bajos añadió que en este contexto, la computación analógica ha resurgido y recuperado una atención significativa como vía complementaria a las arquitecturas tradicionales.
El procesamiento analógico óptico se refiere al uso de la luz para realizar cálculos analógicos, a diferencia de los métodos electrónicos tradicionales que utilizan electricidad.
Una de las principales ventajas de utilizar la luz para realizar tareas informáticas específicas es que puede funcionar a velocidades mucho mayores que los métodos electrónicos, ya que el cálculo se realiza a la velocidad de la luz que viaja a través de superficies nanoestructuradas muy finas llamadas metasuperficies.
Además, el procesamiento analógico óptico puede ser más eficiente energéticamente que los métodos electrónicos, ya que no genera calor del mismo modo que los circuitos electrónicos, lo que lo hace idóneo para aplicaciones informáticas de alto rendimiento en las que la velocidad y la eficiencia energética son importantes.
En los coches autónomos, por ejemplo, la detección y el procesamiento de imágenes consumen mucho tiempo de cálculo, explicó el investigador.
Cordaro y sus colegas de la universidad de Pensilvania y la City University of New York, se percataron de que también podían utilizar las metasuperficies para realizar otras operaciones matemáticas.
El equipo desarrolló una fina nanoestructura dieléctrica, denominada metagrating, e incorporó un espejo semitransparente a la muestra para devolver continuamente la señal a las nanoestructuras, cada vez multiplicada por la matriz de dispersión del metagrating.
Los resultados demostraron la posibilidad de resolver problemas matemáticos complejos y una inversión matricial genérica a velocidades muy superiores a las de los métodos típicos de computación digital.
“Hemos mostrado una nueva y poderosa alianza entre nanotecnología y computación analógica que podría allanar el camino hacia circuitos híbridos de computación óptica y electrónica. Si seguimos desarrollando nuestras ideas, podremos resolver problemas de mayor complejidad a una velocidad y con una eficiencia antes impensables», concluyó Cordaro.
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