Chip que funciona com luz detecta defeito e se autoconserta
A técnica matemática prevê onde o chip falha e reconfigura seus circuitos de luz para que ele volte a funcionar.
[Imagem: Perez & Capmany - 10.1364/OPTICA.6.000019]
Chip com autoconserto
Engenheiros da Universidade Politécnica de Valência, na Espanha, deram mais um passo para criar um chip "infalível", um circuito integrado capaz de corrigir seus próprios defeitos.
Daniel Perez e Jose Capmany desenvolveram um método para a análise e a configuração de circuitos fotônicos que possibilita lidar preventivamente com as possíveis falhas que um chip possa sofrer e reduzir o impacto dessa falha desde a fase de projeto.
E essa capacidade de autoconserto funciona de forma invisível para o usuário.
A demonstração está centrada nos circuitos fotônicos de propósito genérico, chips capazes de fornecer múltiplas funcionalidades usando uma arquitetura única, de modo análogo aos microprocessadores eletrônicos tradicionais - só que um chip fotônico transmite 2 milhões de canais HD simultaneamente.
"A técnica permite prever onde o circuito irá falhar e, a partir daí, configurar os demais componentes para compensar essas deficiências, garantindo assim seu máximo desempenho," descreveu Campany.
"O método de análise é relativamente simples: Cada uma das unidades do circuito é configurada e, aplicando técnicas de indução matemática, oferece um diagnóstico de como o circuito deverá se comportar em cada uma das portas. Com base nesse diagnóstico, podemos realizar as modificações necessárias na configuração. Além disso, o método nos permite simular circuitos maiores e validar suas capacidades com as técnicas atuais de fabricação," detalhou Pérez.
Outro benefício é a redução do custo do chip. "Se você é capaz de otimizar o circuito com software, a fase de fabricação não é tão exigente, o que torna possível aumentar o desempenho na produção desses dispositivos," disse Campany.
Chips com Inteligência Artificial
O trabalho também envolve um primeiro passo para o projeto e fabricação de circuitos fotônicos com técnicas de inteligência artificial.
"Com este método, podemos usar algoritmos de aprendizado de máquina para sintetizar e projetar circuitos. Este trabalho é a semente que um método de aprendizado automatizado precisa," disse Pérez.
O próximo desafio será mesclar essa técnica para o projeto de hardware com algoritmos que tornem possível extrair todo o potencial da óptica integrada - em outros termos, algoritmos adequados aos circuitos que operam com base na luz.