✨︎ Resumen (TL;DR):
- Investigadores en China lograron codificar información usando de forma simultánea la amplitud, fase y polarización de la luz.
- El sistema extrae datos de dos imágenes de intensidad de difracción con una red neuronal convolucional.
- Esta tecnología perfila la creación de centros de datos más pequeños y velocidades de lectura superiores a los 20 gigabits por segundo.
Investigadores de la Universidad Normal de Fujian en China desarrollaron un nuevo sistema de almacenamiento holográfico que codifica información utilizando tres propiedades de la luz al mismo tiempo. El equipo combinó amplitud, fase y polarización para empaquetar una mayor cantidad de datos en una sola página holográfica, simplificando su lectura mediante inteligencia artificial.
El estudio, publicado recientemente en la revista científica Optica, resuelve un cuello de botella histórico del almacenamiento óptico tradicional. Hasta ahora, el hardware dependía de una o máximo dos propiedades lumínicas para guardar archivos.
“En el almacenamiento de datos holográficos convencional, la codificación de datos suele utilizar una dimensión de luz, como la amplitud o la fase por sí solas, o, como máximo, combina dos de estas dimensiones”, explicó Xiaodi Tan, investigador principal del proyecto.
Para superar esta barrera, el equipo aplicó un modelo de deep learning —una red neuronal convolucional— que trata a la polarización como un canal completamente independiente. Utilizaron un modulador espacial de luz para controlar la intensidad y la fase de dos estados de polarización ortogonales en un solo movimiento.
El verdadero reto de ingeniería era leer la información de vuelta. Los sensores ópticos estándar solo detectan la intensidad de la luz, pero son incapaces de medir directamente la fase o la polarización.
Decodificación óptica potenciada por IA
Para solucionar el problema de lectura, los científicos entrenaron una red neuronal capaz de extraer las tres dimensiones de datos a partir de solo dos imágenes de intensidad de difracción: una capturada con un polarizador vertical y otra sin él.
Este enfoque elimina los antiguos métodos de reconstrucción óptica paso a paso y acelera todo el proceso de forma nativa.
“La codificación conjunta multidimensional aumentó sustancialmente la información transportada por una sola página de datos holográficos, mejorando así la capacidad de almacenamiento”, señaló Tan.
“La decodificación sincrónica de la red neuronal redujo la necesidad de mediciones complejas y reconstrucción paso a paso, lo que respalda una lectura y decodificación más eficientes”, añadió el experto.
Aunque el equipo aclaró que el trabajo sigue en fase experimental, el desarrollo proyecta aplicaciones reales para la industria de la computación masiva:
- Permite el diseño de centros de datos de menor tamaño.
- Optimiza los sistemas de archivo a gran escala y el cifrado óptico avanzado.
- Promete máxima velocidad; meses atrás el mismo grupo publicó un reporte en Nature mostrando un sistema holográfico capaz de transmitir datos a más de 20 gigabits por segundo.
La industria entera del almacenamiento holográfico está madurando rápidamente. A la par de los descubrimientos en China, empresas europeas como HoloMem Ltd. ya lograron demostrar unidades holográficas de lectura y escritura compatibles con la infraestructura de bibliotecas de cintas corporativas actuales.
