Un radiotelescopio con miles de antenas se parece a un oído gigante que escucha todo el cielo a la vez. Pero el oído no sabe dibujar una imagen: las señales de cada par de antenas deben multiplicarse, y en una red de diez mil elementos ya hay cincuenta millones de pares. Un correlador clásico hace exactamente eso, y su complejidad crece como el cuadrado del número de antenas. Para el telescopio SKA-Low, que se está construyendo con decenas de miles de elementos, este enfoque choca contra una pared.

Los autores del artículo trasladaron este método a la lógica programable (FPGA), un chip que ejecuta muchas operaciones en paralelo, como una fábrica con mil cadenas de montaje. El prototipo en la tarjeta AMD Alveo V80 recibe las señales digitalizadas de 256 antenas, las coloca en una cuadrícula regular y aplica la transformada rápida de Fourier. Como resultado, cada 5 microsegundos nace una imagen del cielo de 64×64 píxeles. Es como fotografiar el cielo nocturno a 195 000 fotogramas por segundo.

La prueba con datos sintéticos de la estación AAVS2 (prototipo de SKA-Low) mostró que todas las fuentes aparecen en su lugar, incluida una ráfaga añadida artificialmente. La estimación de recursos indica que una sola tarjeta puede atender hasta 20 000 antenas con dos polarizaciones, es decir, de 20 a 30 estaciones del núcleo de SKA-Low. Para comparar, la implementación con GPU en LWA-Sevilleta generaba imágenes cada 80 milisegundos con un ancho de banda de 19,2 MHz. El nuevo enfoque gana en ancho de banda por un factor de varios, y potencialmente en tamaño del conjunto por un orden de magnitud.

Antes no estaba claro si el método podría escalar a decenas de miles de antenas y ofrecer una resolución de milisegundos. Ahora se ha demostrado que una sola tarjeta comercial maneja un conjunto de 20 000 elementos, formando imágenes cada 5 microsegundos. El secreto está en que las transformadas de Fourier de baja resolución en la FPGA se ejecutan en paralelo y con menor consumo de energía que en las GPU. Esto no es solo una aceleración, sino un cambio de arquitectura: en lugar de almacenar correlaciones, se calcula directamente la imagen, lo que reduce drásticamente los requisitos de memoria.

La fotografía instantánea de todo el cielo deja de ser ciencia ficción. Hoy mismo este enfoque podría integrarse en el correlador de SKA-Low para monitorear el cielo en tiempo real de forma paralela. El siguiente paso es probarlo con datos reales de la estación AAVS2 en el observatorio de Murchison. Si todo funciona, los radiotelescopios del futuro no calcularán miles de millones de productos por pares, sino que simplemente filmarán el cielo, como una cámara de cine filma la calle.