Investigadores de la Universidad Nacional de Seúl y la Universidad de Seúl han desarrollado un circuito integrado fotónico programable que puede ralentizar la luz cuando sea necesario. Sí, le han dado a la luz la capacidad de pisar el freno, algo que muchos desearíamos poder hacer en el tráfico.

El equipo, liderado por los profesores Namkyoo Park y Sunkyu Yu (Ingeniería Eléctrica y de Computación, SNU) y la profesora Xianji Piao (Escuela de Ingeniería Eléctrica y de Computación, Universidad de Seúl), publicó su trabajo en la revista Advanced Science. Su objetivo: resolver un creciente cuello de botella informático.

La IA generativa y los modelos a gran escala han estado devorando potencia de cómputo, y los semiconductores electrónicos convencionales están sudando: consumen toneladas de energía y están alcanzando límites de velocidad en la transmisión de datos. Entra la computación óptica, que usa luz en lugar de electrones. La luz es rápida y eficiente, pero tiene un defecto fatal: se niega a reducir la velocidad. No puedes exactamente decirle a un fotón que espere un minuto mientras te pones al día.

Ahí es donde entra el nuevo chip. Utiliza un fenómeno llamado transparencia inducida por resonador acoplado (CRIT) para controlar la velocidad y la forma de las señales ópticas. Tradicionalmente, los dispositivos CRIT son inflexibles: una vez fabricados, hacen una cosa para siempre. ¿Necesitas un retardo más largo o una frecuencia diferente? Lo siento, pide un chip nuevo. Esa inflexibilidad ha sido un gran dolor de cabeza para los servidores de IA y los centros de datos que necesitan procesamiento en tiempo real.

El equipo de SNU cambió el juego al tratar dos estados ópticos (modo brillante y modo oscuro) como un solo parámetro ajustable y agregar dos acopladores de bucle controlables. Esto permite reprogramar el chip sobre la marcha. En simulaciones, mostraron que podían retrasar señales, ajustar el ancho de banda e incluso convertir frecuencia sin componentes adicionales. Y sí, funciona en condiciones del mundo real como pérdidas de material, diafonía térmica e imperfecciones de fabricación.

Si se comercializa, este único chip podría manejar sincronización de señales, líneas de retardo ajustables, buffers ópticos y conversión de frecuencia, todo mientras es tan flexible como un sistema definido por software. Eso significa centros de datos y servidores de IA más pequeños, más baratos y más eficientes energéticamente. Las aplicaciones potenciales también incluyen conducción autónoma, comunicaciones de próxima generación y tecnologías cuánticas.

El profesor Park dijo: "Esta investigación es significativa porque propone un nuevo principio de diseño que permite reconfigurar el flujo de luz dentro de circuitos integrados fotónicos según sea necesario, mejorando enormemente la flexibilidad de diseño". Los coautores principales, el Dr. Seungkyun Park y el estudiante de doctorado Beomjoon Chae, agregaron: "Nos dimos cuenta de que reinterpretar la física de los resonadores fotónicos convencionales desde una perspectiva diferente puede servir como punto de partida para descubrir nuevas funcionalidades".

Así que la luz finalmente puede aprender paciencia. Ahora si tan solo pudiéramos hacer lo mismo con los tiempos de carga de internet.