Volver al futuro: ¿Es la computación analógica de la velocidad de luz en el horizonte?

Los científicos han logrado un avance en la computación analógica, desarrollando un circuito electrónico programable que aprovecha las propiedades de las ondas electromagnéticas de alta frecuencia para realizar un procesamiento paralelo complejo a la velocidad de la luz.

El descubrimiento apunta a una nueva era de computación que funciona mucho más allá de los límites de la electrónica digital convencional, utilizando menos energía, mientras realiza cálculos masivos.

El estudio «,Circuitos programables para cálculos de matriz analógica«ha sido publicado en Comunicaciones de la naturaleza.

La investigación fue dirigida por el Dr. Rasool Keshavarz de la Universidad de Tecnología de Sydney (UTS) y el profesor asociado Mohammad-Ali Miri del Instituto de Tecnología de Rochester (RIT), con los coautores Dr. Kevin Zelaya (RIT) y el Profesor Asociado de UTS Negin Shariati, director fundador de la frecuencia de radio y tecnologías de comunicación (RFCT) Lab.

«Este avance allana el camino para los procesadores de radiofrecuencia analógica de próxima generación (RF) y procesadores de microondas con aplicaciones en radar, comunicaciones avanzadas, sensores y tecnologías espaciales que requieren operaciones en tiempo real», dijo el Dr. Keshavarz, compañero de investigación senior, ingeniero de sistemas principales y plomo técnico en el laboratorio de RFCT.

«Hemos unido física y electrónica para diseñar el primer circuito programable integrado en microondas que puede ejecutar transformaciones de matriz, un tipo de operación matemática fundamental para las tecnologías modernas», dijo el profesor asociado Mohammad-Ali Miri.

La informática digital convencional está limitada por factores como el cambio de transistores, la velocidad del reloj (la velocidad a la que un procesador digital ejecuta instrucciones), generación de calor y eficiencia energética.

La computación analógica, en contraste, procesa información directamente utilizando señales continuas como ondas electromagnéticas, lo que permite que muchos cálculos ocurran en paralelo y con mucha menos energía.

Las aplicaciones potenciales son de gran alcance. Los procesadores analógicos ultra rápido podrían alimentar redes inalámbricas de próxima generación, radar en tiempo real y detección de defensa y espacio, monitoreo avanzado en minería y agricultura y nuevas herramientas para la investigación industrial y científica.

«Al establecer una plataforma para el procesamiento de señales analógicas escalables, esta colaboración posiciona UTS y sus socios internacionales a la vanguardia de un nuevo paradigma informático, integrando la física a nivel de dispositivo con aplicaciones a nivel de sistema», dijo el Dr. Keshavarz.

«Este estudio marca el comienzo de una trayectoria de investigación más amplia. Los estudios de seguimiento ya están preparados para expandir la tecnología hacia arquitecturas prácticas a nivel de sistema, para que la informática pueda ir más allá de los límites digitales».

«Esta nueva investigación es un gran ejemplo de tomar un concepto audaz y convertirlo en realidad a través de la colaboración multidisciplinaria de clase mundial», dijo el profesor asociado Shariati.

«Al reunir experiencia en electrónica, ingeniería de RF, física y fotónica en Australia y los Estados Unidos, el equipo ha trasladado este avance de la teoría a una plataforma de trabajo, allanando el camino para los sistemas de computación prácticos de próxima generación».

El Dr. Keshavarz dijo que el enfoque es fundamentalmente diferente de la computación cuántica.

«A diferencia de los sistemas cuánticos, que enfrentan desafíos importantes en la escalabilidad y la estabilidad, nuestra plataforma de computación analógica es factible hoy en día y es capaz de entregar aplicaciones del mundo real mucho antes».