Investigadores de la UPV y la Universidad de Vigo han desarrollado una nueva teoría de información basada en luz, llamada Información Fotónica Analógica (API), que promete revolucionar la computación al aumentar la eficiencia y reducir el consumo energético.
Un equipo de investigación de la Universitat Politècnica de València (UPV), en colaboración con la Universidad de Vigo, ha desarrollado una innovadora teoría de la información basada en la luz, conocida como Información Fotónica Analógica (API, por sus siglas en inglés). Este avance, liderado por los investigadores José Capmany y Andrés Macho, ha sido publicado recientemente en la revista Advanced Photonics, reconocida por su impacto en el ámbito de la fotónica.
La investigación representa un hito importante en el desarrollo de nuevos paradigmas computacionales, especialmente en un contexto donde la electrónica digital tradicional se enfrenta a límites físicos y energéticos. Los hallazgos sugieren que es posible llevar a cabo computación avanzada mediante circuitos fotónicos integrados programables, también conocidos como chips fotónicos. Estos dispositivos ofrecen una notable tolerancia a errores y un consumo energético considerablemente inferior al de las tecnologías actuales.
"Históricamente, la ciencia computacional ha dependido de la electrónica digital, pero esta tecnología está alcanzando sus límites", explica Capmany. "Con API proponemos una forma radicalmente diferente de procesar información utilizando la luz como soporte físico". El objetivo del equipo es aumentar significativamente tanto la potencia de computación como la cantidad de información que se puede procesar con los mismos recursos.
El núcleo de esta nueva teoría radica en una unidad de información alternativa al bit digital, denominada anbit, que permite transmitir y procesar entre diez y cien veces más información que los sistemas electrónicos digitales tradicionales sin necesidad de incrementar el ancho de banda o complicar el hardware. Según Andrés Macho, "la tecnología fotónica que hemos desarrollado facilita el transporte de mucha más información utilizando los mismos recursos y con un costo energético mucho menor".
Uno de los aspectos más destacados del estudio es que las arquitecturas basadas en API no requieren altos costos para la corrección de errores, lo que favorece su escalabilidad a corto y medio plazo. A pesar del ruido e imperfecciones inherentes a los dispositivos ópticos, el sistema mantiene un rendimiento elevado. A diferencia de otros enfoques tradicionales, API se basa en estrategias de estimación y compensación de errores, permitiendo corregir las imperfecciones del hardware a nivel dispositivo.
Además, estas arquitecturas tienen el potencial de superar la cantidad media de información procesada en sistemas básicos de computación cuántica, manteniendo un funcionamiento robusto frente al ruido. Este hallazgo refuerza su viabilidad como alternativa realista para futuras aplicaciones.
Theóricamente, la Información Fotónica Analógica combina elementos clásicos con características inspiradas en la superposición cuántica. Sin embargo, se diferencia claramente de la computación cuántica al no destruir dicha superposición durante el proceso informático. Además, API abre nuevas oportunidades en comunicaciones ópticas al poder integrarse con sistemas de fibra para mejorar la eficiencia espectral y permitir el procesamiento directo en el medio de transmisión.
A medida que avanza esta investigación, se plantean varios desafíos futuros: mejorar la caracterización del ruido, desarrollar conversores opto-eléctricos más avanzados para anbits y extender el modelo a sistemas con múltiples anbits. También se busca definir métricas universales para comparar API con otros paradigmas como el digital o el cuántico.
"La validación definitiva requerirá demostraciones experimentales a gran escala", concluye Capmany. "Sin embargo, los resultados obtenidos indican claramente un posible cambio paradigmático a largo plazo en computación y procesamiento informático".
Macho Ortiz, A., López March, R., Martínez Carrasco Romero, P., Fraile Peláez, F. J., & Capmany, J. (2026). Analog programmable-photonic information. Advanced Photonics, 8(3), 036002. https://doi.org/10.1117/1.AP.8.3.036002