China Lidera Desarrollo de Chips Fotónicos para IA, Desafiando Hardware Electrónico

En el campo de la computación avanzada, se está gestando una transformación que busca superar las limitaciones del hardware electrónico tradicional para el procesamiento de Inteligencia Artificial (IA). China se está posicionando en el desarrollo de chips fotónicos, una tecnología que utiliza la luz, o fotones, en lugar de electrones para ejecutar cálculos, desafiando la supremacía actual de las Unidades de Procesamiento Gráfico (GPU) electrónicas. Este cambio de paradigma responde a la necesidad de alcanzar una mayor eficiencia energética y una velocidad de procesamiento superior para las crecientes exigencias de las cargas de trabajo de IA.

Los prototipos iniciales de estos procesadores ópticos sugieren una capacidad teórica hasta cien veces mayor en velocidad y eficiencia para tareas computacionales especializadas en comparación con sus equivalentes electrónicos. Un hito clave en este avance fue el chip LightGen, desarrollado conjuntamente por la Universidad Jiao Tong de Shanghái y la Universidad de Tsinghua, materializado en 2025. Este dispositivo integra más de dos millones de neuronas fotónicas en una arquitectura compacta, un avance significativo respecto a diseños fotónicos previos. La investigación sobre LightGen, publicada en la revista Science en diciembre de 2025, demostró un rendimiento superior en tareas de IA generativa, como la síntesis de imágenes, alcanzando una velocidad de cálculo de 35.700 TOPS y una eficiencia energética de 664 TOPS por vatio, superando al Nvidia A100 en estas operaciones.

Paralelamente, la Universidad de Tsinghua impulsa el proyecto ACCEL (All-Analogue Chip Combining Electronics and Light). Este diseño híbrido fusiona componentes fotónicos con electrónica analógica, logrando, según informes, velocidades hasta 3.000 veces mayores que una GPU A100 en ciertas tareas de visión artificial. La arquitectura ACCEL evita la latencia y el consumo energético de los convertidores analógico-digitales, ya que el 99% de su operación se implementa en el dominio óptico. En tareas de clasificación de imágenes, el simulador ACCEL alcanzó 4.600 teraoperaciones por segundo (TOPS), lo que representa una ventaja de rendimiento de 3,7 veces sobre el A100 en cargas de trabajo de clasificación INT8. Este enfoque subraya la estrategia nacional china orientada a la autosuficiencia tecnológica y la optimización del consumo energético en su infraestructura de IA.

Estos avances en hardware fotónico se integran en una inversión estratégica nacional más amplia para fortalecer la infraestructura digital del país. Shanghái, por ejemplo, anunció planes para finalizar al menos cinco nuevos centros de datos de gran escala para finales de 2025, con el objetivo de superar los 100 exaflops de capacidad de cómputo para IA. Esta expansión se produce mientras la brecha de rendimiento entre los modelos de IA chinos y estadounidenses se ha reducido notablemente, pasando de 103 puntos en enero de 2024 a solo 23 puntos en febrero de 2025. China Telecom está desplegando 40.000 racks de alta potencia en Shanghái para establecer un centro neurálgico de computación inteligente.

Si bien las GPU de propósito general no se anticipa que se vuelvan obsoletas de forma inmediata, la investigación en chips fotónicos como LightGen y ACCEL es fundamental para la visión futura de sistemas de computación avanzados basados en la luz. La industria global también explora la fotónica de silicio para resolver las limitaciones de velocidad en el entrenamiento de IA. A pesar de los desafíos de fabricación, como la alineación precisa de componentes ópticos a nanoescala, estos desarrollos posicionan a las instituciones chinas a la vanguardia de la próxima generación de hardware de IA.