Los chips fotónicos dan un paso adelante ante las demandas informáticas de la IA

Redacción Ciencia, 9 abr (EFE).- Los chips informáticos fotónicos combinan el uso de luz y electricidad aumentando el rendimiento computacional y reduciendo el consumo de energía. Dos nuevos componentes de este tipo podrían responder a las crecientes demandas informáticas ante el avance de la tecnología de inteligencia artificial (IA).

Los nuevos chips de computación fotónica, creados por dos equipos diferentes, se describen en sendos artículos que publica Nature y analizan el rendimiento de estos integrados en la electrónica de silicio.

Uno de los estudios, encabezado por la firma de Singapore Lightelligence, presenta un acelerador fotónico, el otro, liderado por la estadounidense Lightmatter, describe un procesador fotónico que puede ejecutar eficazmente modelos de IA con gran precisión.

El aumento de la complejidad de la inteligencia artificial y de los modelos de aprendizaje profundo están llevando a la informática electrónica convencional a sus límites y a una demanda energética cada vez mayor.

La multiplicación y la acumulación, que son operaciones computacionales fundamentales para la inteligencia artificial, pueden encontrar una posible solución en los computación fotónica, que usa fotones en lugar de electrones, indica la revista.

La computación fotónica lleva décadas gestándose, pero estas demostraciones podrían significar que por fin se está "a punto de aprovechar el poder de la luz para construir sistemas informáticos más potentes y energéticamente eficientes", en opinión del ingeniero Anthony Rizzo, de la Universidad de Darmouth (EE.UU).

Rizzo, que no participó en ninguno de los estudios, publica en Nature un artículo en el que explica y valora la importancia de esas investigaciones.

Ambos estudios describen sistemas de computación electrónico-fotónicos “con métricas de rendimiento que son comparables, y en algunos casos superan, a los procesadores puramente electrónicos en aplicaciones del mundo real”, lo que supone “un salto significativo hacia la capitalización definitiva de la promesa de la computación fotónica”.

El primer equipo desarrolló un acelerador fotónico llamado PACE, que permite una computación de muy baja latencia (retraso), una medida de la velocidad de cálculo importante para el procesamiento en tiempo real.

El acelerador, compuesto por más de 16.000 componentes fotónicos en una matriz, permite la computación a alta velocidad (hasta 1 GHz) y demuestra una reducción de hasta 500 veces en la latencia mínima, en comparación con otros circuitos a más pequeña escala.

PACE resuelve problemas computacionales difíciles, conocidos como problemas de Ising, lo que demuestra la viabilidad del sistema para aplicaciones reales, resumen Nature.

El segundo estudio describe un procesador fotónico con cuatro matrices, que puede ejecutar eficazmente modelos de IA  con gran precisión, como el de procesamiento de lenguaje natural BERT y la red neuronal ResNet (utilizada para el procesamiento de imágenes) con precisiones similares a las de los procesadores electrónicos convencionales.

Los autores demuestran que su procesador fotónico tiene diversas aplicaciones, como generar textos similares a los de William Shakespeare, clasificar con precisión críticas de cine y jugar a juegos de ordenador clásicos de Atari como Pac-Man.

Ambos equipos  indican que sus sistemas son escalables, aunque es necesaria una mayor optimización. EFE