El primer chip 6G del mundo: un salto hacia las comunicaciones a 100 gigabits por segundo
Un equipo internacional ha creado el primer chip fotónico 6G, capaz de transmitir datos a 100 gigabits por segundo y operar en todo el espectro móvil. Un avance que abre la puerta a cirugías remotas, vehículos autónomos y una nueva era de redes inteligentes.
Por Enrique Coperías
Un prototipo conceptual del primer chip fotónico 6G, del tamaño de una uña, diseñado en niobato de litio y capaz de alcanzar velocidades de transmisión de hasta 100 gigabits por segundo en todo el espectro de frecuencias móviles. Imagen generada con DALL-E
La telefonía móvil es, en muchos sentidos, un termómetro de la innovación tecnológica. Cada salto generacional —del 2G al 3G, del 4G al 5G— no solo ha supuesto más velocidad de conexión para ver vídeos o descargar archivos, sino que ha transformado la forma en la que vivimos, trabajamos y nos comunicamos.
Ahora, la ciencia acaba de dar un paso decisivo hacia lo que podría ser el próximo gran hito: el 6G.
Un equipo internacional de investigadores, liderado desde la Universidad de Pekín por Xingjun Wang, en colaboración con la City University of Hong Kong y la Universidad de California en Santa Bárbara, ha desarrollado el primer chip fotónico capaz de cubrir todo el espectro de frecuencias móviles, desde los 0,5 hasta los 115 gigahercios, y de transmitir datos a velocidades récord de 100 gigabits por segundo.
El trabajo, publicado en la revista Nature, no es un prototipo más en un laboratorio: se trata de un salto conceptual en el diseño de hardware 6G que hará posible las redes inalámbricas del futuro. Un chip compacto, del tamaño de una uña, que promete resolver muchos de los problemas que hoy limitan las comunicaciones móviles de alta velocidad.
¿Por qué necesitamos el 6G?
Si el 5G ya parecía rápido, ¿qué sentido tiene hablar de 6G? La respuesta está en las nuevas demandas tecnológicas.
Los investigadores recuerdan que, en cuestión de pocos años, necesitaremos redes capaces de soportar operaciones quirúrgicas a distancia en tiempo real, coches autónomos que se comuniquen entre sí sin margen de error o experiencias inmersivas de realidad aumentada y virtual con resoluciones casi infinitas.
Todo ello requiere ancho de banda masivo y latencias ínfimas. Los milisegundos marcan la diferencia entre que un coche frene a tiempo o provoque un accidente. Y mientras que las frecuencias bajas —las mismas que permiten hoy a una antena dar cobertura a un pueblo entero— son buenas para cubrir grandes distancias, las frecuencias más altas (ondas milimétricas y terahercios) ofrecen velocidades vertiginosas… aunque se propaguen mal en entornos urbanos o interiores.
De ahí surge la gran paradoja: el 6G tendrá que funcionar en todos los rangos del espectro a la vez, adaptándose de forma dinámica según el entorno, la aplicación o incluso la congestión de las redes. Y eso es justo lo que logra este nuevo chip.
Ventajas de la fotónica frente a la electrónica
El corazón del avance está en el uso de fotónica integrada, una tecnología que sustituye los circuitos puramente electrónicos por sistemas basados en luz.
Tradicionalmente, los chips de telecomunicaciones se diseñaban para trabajar en un rango concreto: unos para frecuencias bajas, otros para las altas. Para cubrir todo el espectro, se necesitaba combinar muchos módulos distintos, lo que multiplicaba la complejidad, el coste y el consumo energético.
El nuevo chip, en cambio, está fabricado en niobato de litio en lámina delgada (TFLN), un material que permite manipular la luz con gran eficiencia gracias al llamado efecto Pockels, una propiedad óptica que responde de forma lineal a los campos eléctricos.
Este material no es nuevo, pues lleva décadas usándose en láseres y moduladores ópticos, pero la versión en lámina ultrafina ofrece algo revolucionario: un ancho de banda inmenso y la posibilidad de integrar múltiples funciones en un solo chip.
Así, el dispositivo integra en un mismo espacio reducido la generación de señal portadora, la modulación de datos y la conversión entre señales ópticas y de radio. El resultado es un sistema compacto y reconfigurable que puede saltar de una frecuencia a otra en tiempo real.
Un oscilador optoelectrónico como motor
El núcleo del chip es un oscilador optoelectrónico (OEO). A diferencia de los generadores electrónicos convencionales, que multiplican frecuencias con el consiguiente aumento de ruido, este esquema utiliza un láser y un anillo resonador óptico para crear señales estables y de muy baja interferencia.
En la práctica, esto significa que el chip puede generar portadoras de radio desde 0,5 hasta 115 gigahercios con una coherencia consistente en todas las bandas. En otras palabras: un único hardware sustituye a lo que antes requería varios sistemas independientes.
La importancia de este detalle técnico es mayúscula. El ruido de fase, que en electrónica se acumula a medida que se multiplican las frecuencias, se mantiene aquí casi constante. Eso se traduce en comunicaciones más limpias, menos errores y mayor fiabilidad en aplicaciones críticas.
Récord de transmisión a 100 Gbps
Wang y su equipo probó el chip en condiciones reales de transmisión y recepción inalámbrica, utilizando diferentes antenas para cubrir nueve bandas consecutivas del espectro.
El resultado fue histórico: en frecuencias de 35 y 95 gigahercios alcanzaron velocidades de 100 gigabits por segundo en un solo canal, algo nunca antes logrado en un chip fotónico integrado.
Para ponerlo en perspectiva:
✅ Con 5G, las velocidades medias rondan entre 100 megabits y 1 gigabit por segundo.
✅ El 6G promete multiplicar esa cifra por cien.
✅ A 100 Gbps, sería posible descargar una película en 4K en menos de un segundo o transmitir en tiempo real un quirófano en realidad virtual sin pérdida de detalle.
Además, en casi todas las bandas por encima de 30 gigahercios se lograron velocidades superiores a 50 Gbps, lo que demostró la consistencia de la plataforma.
Inteligencia espectral: el chip que esquiva interferencias
Más allá de la velocidad, el chip incorpora otra capacidad crítica para el futuro:. Nos referimos a la gestión dinámica del espectro.
En un mundo con millones de dispositivos conectados, las interferencias inalámbricas serán inevitables. Para resolverlo, el sistema puede reconfigurar su frecuencia de operación en cuestión de microsegundos. En las pruebas de laboratorio, bastaron 180 microsegundos para cambiar de canal y esquivar una interferencia.
Los experimentos mostraron cómo el chip podía detectar distorsiones causadas por amplificadores o por el propio entorno urbano, y de forma automática trasladar la señal a una frecuencia más limpia, manteniendo la comunicación estable. En algunos casos, esto permitió pasar de una transmisión inutilizable a una conexión perfecta sin errores.
En esencia, se trata de un sistema que piensa y se adapta, anticipándose a lo que en los próximos años se denominará radio inteligente.
Aplicaciones del 6G en la vida real: del quirófano remoto al metaverso
El nuevo chip abre la puerta a aplicaciones que hasta hace poco parecían ciencia ficción, y que abarcan desde la industria hasta el entretenimiento:
✅ Cirugía remota: un médico podría operar a kilómetros de distancia con la misma precisión que si estuviera en el quirófano.
✅ Vehículos autónomos: coches y drones intercambiando datos en milisegundos para evitar colisiones.
✅ Realidad extendida (XR): experiencias inmersivas con resoluciones cercanas a la percepción humana.
✅ Satélites y cobertura rural: las frecuencias bajas garantizan alcance, mientras que las altas aportan velocidad en entornos urbanos densos.
El chip no solo promete velocidad, sino versatilidad total: una pieza única capaz de cubrir todos los escenarios de red que demanda el 6G.
El chip fotónico 6G abre la puerta a aplicaciones que rozan la ciencia ficción, desde la cirugía remota y los vehículos autónomos hasta la realidad extendida y las comunicaciones vía satélite. Una tecnología versátil que promete transformar tanto la industria como el entretenimiento. Imagen generada con DALL-E
Retos pendientes y futuro del 6G
Aunque el logro es impresionante, los propios autores del avance reconocen que aún queda camino por recorrer.
De momento, el chip necesita componentes externos, como amplificadores y antenas específicas, para cada banda. En un futuro próximo, esperan integrar también los láseres y los fotodetectores en el mismo chip, lo que reduciría aún más el tamaño y el consumo energético.
Otra frontera será extender la frecuencia de operación hacia los terahercios, una región del espectro que permitirá alcanzar velocidades aún mayores y que hoy es objeto de intensa investigación.
Además, los investigadores sugieren que la combinación con algoritmos de inteligencia artificial (IA) permitirá que el chip se adapte de forma autónoma a las condiciones cambiantes de la red, siguiendo la visión del AI-native 6G que se perfila en los foros internacionales.
La carrera global por el 6G
El desarrollo de este chip no es solo un logro técnico; es un movimiento estratégico en la carrera global por dominar el 6G. China, Estados Unidos y Europa compiten por marcar el estándar de la próxima generación de redes móviles, que definirá la economía digital durante las próximas décadas.
Como ocurrió con el 5G, la pugna no se limita a la velocidad de descarga: está en juego quién controlará las infraestructuras críticas de la sociedad hiperconectada.
El chip presentado por el equipo de Pekín, Hong Kong y California sitúa a la fotónica integrada como candidata principal para liderar esa transición. Y, si cumple sus promesas, podría hacer realidad un sueño que hasta hace poco parecía ciencia ficción: una red única, omnipresente, capaz de conectar a todos y a todo, en cualquier lugar y en cualquier frecuencia.
El 6G aún tardará algunos años en desplegarse comercialmente —se calcula hacia finales de la década—, pero el futuro ya está tomando forma en un minúsculo chip de niobato de litio.
100 Gbps en la palma de la mano
El avance no solo inaugura una nueva etapa en telecomunicaciones 6G; también marca el inicio de un cambio de paradigma en el propio diseño de hardware fotónico. La integración de funciones ópticas y electrónicas en un único chip promete simplificar, abaratar y hacer más sostenibles las redes del futuro.
En palabras de Wang, de confirmarse su escalabilidad industrial, estaremos ante el primer ladrillo tangible de la infraestructura 6G. Una infraestructura que, en unos años, podría sostener desde el quirófano remoto hasta el metaverso, pasando por fábricas inteligentes y ciudades hiperconectadas.
La carrera hacia el 6G acaba de dar un acelerón histórico: 100 gigabits por segundo en la palma de la mano… o en la punta de un dedo. ▪️
Fuente: Tao, Z., Wang, H., Feng, H. et al. Ultrabroadband on-chip photonics for full-spectrum wireless communications. Nature (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09451-8
