Investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) han participado en el diseño de un procesador fotónico programable que ejecuta varias tareas distintas de forma simultánea en un único chip, lo que ha abierto la puerta a redes de comunicaciones más potentes, centros de datos más eficientes y nuevos desarrollos en inteligencia artificial y sistemas de radar.
El equipo de la UPV, integrado en el Photonics Research Lab-iTEAM, ha trabajado junto a investigadores de la Huazhong University of Science and Technology, en China. El resultado se ha publicado en la revista Nature Communications y ha demostrado que es posible procesar mucha más información con un consumo energético menor que el de las arquitecturas fotónicas convencionales.
Más canales de información en el mismo chip
Según ha informado la UPV, el grupo valenciano ha desarrollado una arquitectura que aprovecha de forma simultánea dos propiedades de la luz: el espacio y la longitud de onda. Gracias a esta combinación, un mismo circuito fotónico puede ejecutar varias funciones al mismo tiempo, algo que hasta ahora exigía el uso de varios chips o la duplicación de recursos de hardware.
Entre las aplicaciones previstas del nuevo procesador destacan las comunicaciones ópticas con múltiples canales de información, que podrán gestionarse de forma más flexible en una sola plataforma. También ha abierto opciones para el procesamiento paralelo de imágenes, clave en muchos algoritmos de inteligencia artificial, y para sistemas avanzados de formación de haces destinados a radares y comunicaciones inalámbricas.
El chip desarrollado se configura de manera reprogramable. Cada longitud de onda puede ajustarse de forma independiente para ejecutar una tarea diferente, sin que interfiera con el resto de señales que circulan por el mismo circuito. Esto permite repartir mejor las funciones, aprovechar al máximo el hardware disponible y multiplicar la capacidad de cálculo sin necesidad de aumentar el tamaño del chip.
El investigador de la UPV José Capmany, coautor principal del estudio, ha resumido la mejora con un símil muy gráfico: ‘Es como transformar una carretera de un solo carril en una autopista con varios carriles independientes, donde cada uno transporta información distinta sin interferir con los demás’.
Más eficiencia energética y mayor rango de trabajo
Los resultados obtenidos han mostrado mejoras significativas en eficiencia, según la UPV. El nuevo procesador alcanza un rango de funcionamiento cercano a 1 THz, lo que aumenta la densidad funcional del chip. Además, reduce de forma notable la energía necesaria para programarlo si se compara con los procesadores fotónicos actuales.
La principal diferencia con las tecnologías existentes es que, en la mayoría de procesadores fotónicos, todas las señales ópticas comparten una única configuración, de modo que el sistema aplica el mismo tratamiento a todos los canales. En cambio, esta nueva arquitectura permite definir ajustes distintos para cada longitud de onda, lo que se traduce en un uso más versátil y eficiente del dispositivo.
Según ha señalado Capmany, ‘estas prestaciones son especialmente relavantes para el desarrollo de infraestructuras de comunicaciones ópticas, procesadores para inteligencia artificial y sistemas de computación de altas prestaciones’. De este modo, el avance se sitúa en la base de futuras redes de comunicaciones de muy alta capacidad y de plataformas de cálculo orientadas a tareas intensivas de datos.
Capmany es catedrático de la Universitat Politècnica de València y lidera el Photonics Research Lab (PRL) del Instituto iTEAM de la UPV. Doctor ingeniero de Telecomunicación por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y también doctor en Ciencias Físicas, se ha consolidado como uno de los referentes internacionales en fotónica integrada.
Su trayectoria incluye más de 650 publicaciones científicas, dos Advanced Grants del Consejo Europeo de Investigación (ERC) y la dirección de alrededor de 25 tesis doctorales y más de 100 proyectos de investigación. Además, ha desarrollado una intensa labor de transferencia tecnológica mediante la creación de las empresas spinoff VLC Photonics, adquirida por Hitachi en 2020, e iPronics, que ha recibido inversión reciente de Triatomic, Fine Structure Ventures, Bosch Ventures, Amadeus Capital y Criteria Venture Tech.
Entre los reconocimientos obtenidos por Capmany figuran el Premio Nacional de Investigación en 2021 y el Premio Jaume I en 2012. Desde finales de 2025 es académico de número de la Real Academia de Ingeniería de España (RAI), un respaldo institucional a una carrera ligada al impulso de la fotónica desde València hacia los principales polos tecnológicos internacionales.
