Imagen generada por inteligencia artificial de un chip usando fotones de luz. oMICRONO
Investigadores crean LightGen, un pionero chip fotónico para IA que supera a sus rivales en potencia y eficiencia
Expertos de la Universidad de Jiao Tong de Shanghái y de la Universidad de Tsingshua buscan revolucionar la tecnología de semiconductores.
Más información: Llevar los centros de datos al espacio: la ambiciosa idea de Nvidia que ejemplifica la exigencia energética de la IA
El último modelo de generación de imágenes de ChatGPT nos ha recordado un hecho preocupante en España: la cantidad de energía, recursos y potencia computacional que requieren los modelos actuales para funcionar.
Un grupo de científicos de la Universidad Jiao Tong de Shanghái y de la Universidad de Tsingshua, capitaneados por Yitong Chen, han desarrollado lo que ellos llaman el primer chip totalmente óptico dedicado a IA.
Se trata del LightGen, un chip óptico que promete realizar tareas de inteligencia artificial generativa con un rendimiento similar al de los chips electrónicos, pero sin algunos de los problemas más importantes asociados a estos últimos.
LightGen, el chip de IA totalmente óptico
El equipo liderado por Chen destaca en su recién estrenado paper que los modelos de inteligencia artificial estándar como GPT-5, Gemini 3 y similares han aumentado sus capacidades enormemente en estos años.
Atrás quedaron los días del famoso vídeo de IA de Will Smith comiendo espaguetis. Ahora, los modelos pueden generar imágenes, vídeo y texto con una fidelidad excelsa. Eso sí, con un coste asociado.
Infografía sobre el chip fotónico LightGen. Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS)
Todas estas tareas son tremendamente exigentes para la IA actual; requieren una potencia de cálculo enorme, así como un gasto de recursos energéticos y de tiempo brutal. Tanto, que llevan trayendo polémica desde entonces.
Es aquí donde entra la computación fotónica, la tecnología que da vida a LightGen y que promete ser una alternativa a la electricidad convencional de los chips actuales. Una computación que ya promete capacidades a la par.
Tal y como explica el equipo en su estudio, la computación fotónica se encarga de procesar la información en el chip mediante pulsos de luz láser, prescindiendo de la electricidad habitual.
Los sistemas fotónicos, recalcan, ya son equivalentes e incluso superiores a los chipsets convencionales, tanto en velocidad y eficiencia, pero sufren de limitaciones importantes.
Infografía sobre el chip fotónico LightGen. Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS)
LightGen pretende resolver los problemas principales de dichos sistemas para fomentar la adopción del llamado 'hardware fotónico' en el impulso de la inteligencia artificial generativa.
La idea es conseguir unos resultados parecidos a los de los chips electrónicos, aumentando la velocidad de los procesos pero reduciendo la carga energética para que sean más eficientes.
![ChatGPT](["https:\/\/s3.elespanol.com\/2023\/06\/02\/omicrono\/software\/768433280_233637111_320x180.jpg"])
El chip de Chen y su equipo está basado totalmente en esta tecnología, gracias a un espacio latente óptico aderezado con un conjunto de algoritmos de entrenamiento basados en estadística bayesiana.
Este tipo de métodos para el aprendizaje automático están fundamentados en los principios de la estadística bayesiana. Cambian sustancialmente su enfoque ante los métodos tradicionales de entrenamiento.
Infografía sobre el chip fotónico LightGen. Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS)
El enfoque cambia. En lugar de usar un conjunto fijo de parámetros que mejoran las predicciones, estos algoritmos de entrenamiento basados en Bayes modelan probabilidades y actualizan su razonamiento a medida que obtienen más datos.
Se usa como base el llamado teorema de Bayes, una fórmula de probabilidad que sobre el papel, permite actualizar la probabilidad de una hipótesis cuando aparece una nueva evidencia.
![La aplicación de ChatGPT en iPhone](["https:\/\/s3.elespanol.com\/2023\/05\/31\/omicrono\/tecnologia\/767933274_233572259_320x180.jpg"])
Bajo la directriz del teorema de Bayes, podemos actualizar la probabilidad de un evento (A) cuando se conoce la ocurrencia de otro evento (B) usando nuevas evidencias e información previa.
Esta es una herramienta de carácter vital en entornos de análisis estadístico, medicina e inteligencia artificial. Por ejemplo, en medicina, se utiliza para ajustar la precisión de un diagnóstico en función a sus síntomas y su historial médico.
Infografía sobre el chip fotónico LightGen. Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS)
En este caso concreto, dicen los investigadores, pudieron aplicar dichos algoritmos de entrenamiento para variar la "dimensionalidad de la red óptica mediante procesos basados exclusivamente en la luz".
Hablamos de un chip fotónico que alberga más de dos millones de neuronas fotónicas para realizar tareas generativas muy complejas, que van desde la manipulación del vídeo hasta la eliminación del ruido.
![Ilustración de persona hablando con un robot.](["https:\/\/s3.elespanol.com\/2025\/10\/31\/actualidad\/1003743994923_259693201_320x180.jpg"])
LightGen promete unos resultados excelentes en la síntesis de imágenes de alta resolución, la transferencia de estilos y la manipulación de metraje en movimiento.
Chen y su equipo exponen en el paper que LightGen puede realizar estas tareas con una velocidad y eficiencia energética bastante superior a los chips electrónicos actuales.
Infografía sobre el chip fotónico LightGen. Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS)
El equipo relata que para que los aceleradores de próxima generación puedan ser prácticos en la sociedad moderna, el desarrollo de esta clase de chips es fundamental debido a sus múltiples ventajas.
"Es inevitable desarrollar chips que puedan implementar tareas de vanguardia, como modelos generativos a gran escala", dijo el mismo equipo que prometió una calidad de generación comparable o superior al de los modelos electrónicos.
![El logo de ChatGTP y un hacker.](["https:\/\/s3.elespanol.com\/2024\/03\/06\/omicrono\/software\/837926427_240491595_320x180.jpg"])
Para ello, el chip se vale de metasuperficies altamente integradas con un empaquetado en 3D que, dicen los investigadores, proporciona más de 2.000 millones de neuronas fotónicas en un único chip.
"La mejora en la velocidad de procesamiento y la eficiencia energética se correspondió bien con la reducción de extremo a extremo, medida experimentalmente en tiempo y costo de energía", dijeron refiriéndose a LightGen.
