Ordenadores más rápidos y eficientes gracias a la revolución del spin

Escrito por , 22 de enero de 2015 a las 08:30
Ordenadores más rápidos y eficientes gracias a la revolución del spin
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Ordenadores más rápidos y eficientes gracias a la revolución del spin

Escrito por , 22 de enero de 2015 a las 08:30

Los ordenadores basados en la espintrónica podrían ser una realidad en 2025. Serían un 10% más rápidos que los actuales, y consumirían sólo un 1% de su energía, según el MIT.

¿Podríamos contar en el futuro con ordenadores más rápidos y eficientes? Teniendo en cuenta la ley de Moore, considerada como uno de los pilares de la electrónica, podemos decir que el aumento de la escala de integración (es decir, la reducción en el tamaño de los transistores) implica unos importantes retos para los fabricantes.

En otras palabras, nos estamos acercando a la ‘gran barrera del silicio’: llegará un momento en el que no podremos disminuir más el tamaño de los transistores sin evitar que éstos dejen de funcionar y de comportarse como normalmente se espera. Necesitamos, por tanto, contar con alternativas sólidas a la tradicional industria de la electrónica.

Es en este escenario donde emerge con fuerza la espintrónica, una tecnología anticipada por el físico Richard Feynman en la histórica conferencia que también sirvió como punto de inicio de la nanotecnología. La espintrónica se basa en una propiedad del electrón conocida como «espín», definido por la física como «momento angular intrínseco de la partícula».

espintrónica

Pensemos que los electrones giran en un sentido u otro, y en función de ello, podremos describirlos con un espín arriba (up) o abajo (down). Esta propiedad nos ayuda a caracterizarlos, igual que lo hacemos con la masa o la carga de las partículas. Pero curiosamente, también podemos aprovechar la espintrónica para sustituir a la tradicional electrónica, como demostró IBM en 1997 al fabricar las primeras cabezas lectoras de discos duros de ordenador utilizando estas características.

En aquella época ya se demostró que el uso de la espintrónica podría aumentar considerablemente la cantidad de información almacenada magnéticamente. Y es que en los sistemas electrónicos convencionales, aprovechamos únicamente el flujo de carga eléctrica. Si introducimos la espintrónica, también podremos apoyarnos en el flujo de espines, aumentando un grado de libertad en los sistemas desarrollados.

Esta idea es la que barajan investigadores del MIT, que quieren aprovechar las ventajas de la espintrónica en el desarrollo de ordenadores más rápidos y eficientes. El proyecto C-SPIN, impulsado por los científicos Geoffrey Beach y Caroline Ross, trabaja en el desarrollo de computadores híbridos, que pudieran aprovechar la carga eléctrica y la propiedad del espín.

espintrónica

Aunque los primeros dispositivos teóricos y experimentales ya han sido construidos, aún se necesita mucha investigación para que la espintrónica llegue a ser una realidad. Una de las líneas de trabajo de C-SPIN se basa precisamente en encontrar el modo de reducir la energía necesaria para cambiar el espín de un electrón, que traducido al lenguaje de un ordenador, sería como variar entre «unos y ceros».

Según las previsiones del MIT, los primeros ordenadores basados en la espintrónica podrían ser una realidad en 2025. Estos computadores serían un 10% más rápidos que los actuales, y serían capaces de utilizar sólo un 1% de su energía. Gracias a la próxima revolución del espín, podríamos por fin afrontar los desafíos que Gordon Moore estableciera en 1965.

Imágenes | Keith Bruns (Physics World), Nanoscience Hamburg, MIT

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