Gli scienziati hanno compiuto un’impresa rivoluzionaria nella tecnologia informatica: creando il primo chip al mondo completamente funzionante alimentato a microonde in grado di superare le CPU convenzionali sia in termini di velocità che di efficienza energetica. Questo innovativo “cervello a microonde” sfrutta le microonde, che operano all’interno dello spettro analogico, per eseguire calcoli complessi, segnando un significativo allontanamento dai tradizionali circuiti digitali.
Questo nuovo approccio racchiude un immenso potenziale per applicazioni a larghezza di banda elevata come l’imaging radar, che richiedono capacità di elaborazione rapide. Le microonde eccellono in questo campo grazie alla loro capacità di gestire simultaneamente vaste quantità di dati su un’ampia gamma di frequenze.
Come funziona il chip a microonde: sfruttare le onde analogiche e le reti neurali
Al centro, il chip utilizza una rete neurale di intelligenza artificiale (AI) strutturata con nodi elettromagnetici interconnessi all’interno di guide d’onda sintonizzabili. Questi nodi manipolano le onde a microonde sotto forma di segnali analogici. Le onde sono strutturate secondo uno schema a pettine, con linee spettrali regolarmente spaziate che agiscono come un preciso righello di frequenza. Ciò consente misurazioni della frequenza incredibilmente veloci e precise.
Questo “cervello a microonde” imita la struttura e la funzione del cervello umano attraverso nodi interconnessi che apprendono e si adattano identificando modelli all’interno dei flussi di dati. Il chip funziona utilizzando un approccio probabilistico: invece di fare affidamento su una rigida logica digitale, sfrutta le probabilità per elaborare le informazioni. Questo metodo non convenzionale migliora significativamente sia la velocità che la precisione rispetto ai tradizionali modelli di elaborazione digitale.
Un salto di qualità in termini di potenza ed efficienza di elaborazione
I test hanno dimostrato le straordinarie capacità del chip. Ha affrontato con successo compiti complessi come il riconoscimento di sequenze binarie e l’analisi di flussi di dati ad alta velocità con un tasso di precisione dell’88% in varie sfide di classificazione dei segnali wireless. Sorprendentemente, raggiunge una velocità di elaborazione di decine di gigahertz (almeno 20 miliardi di operazioni al secondo), superando la velocità di clock tipica della CPU presente nella maggior parte dei computer domestici (tra 2,5 e 4 GHz).
Questa prestazione superiore comporta un significativo vantaggio energetico. Il chip consuma meno di 200 milliwatt – alla pari della potenza di trasmissione di un telefono cellulare – mentre le CPU tradizionali richiedono in genere almeno 65 watt per funzionare. Questo basso consumo energetico apre interessanti possibilità per integrare il chip nei dispositivi di uso quotidiano come smartphone e dispositivi indossabili, nonché per alimentare applicazioni di edge computing che richiedono elaborazione in tempo reale senza fare affidamento su data center distanti.
Questo progresso ha anche implicazioni di vasta portata per lo sviluppo dell’intelligenza artificiale, offrendo una soluzione altamente efficiente per l’addestramento di modelli IA complessi con richieste energetiche ridotte.
Sebbene siano necessarie ulteriori ricerche per perfezionare il design e ridurre le dimensioni del chip, questa svolta annuncia una nuova era nell’informatica, definita da velocità, efficienza e potenziali applicazioni che si estendono ben oltre i confini tradizionali.
