- Los elementos de conmutación cuántica proporcionan un procesamiento ultrarrápido con un calor mínimo
- El dispositivo almacena bits utilizando propiedades electrónicas magnéticas en lugar de electricidad.
- El chip de laboratorio alcanzó velocidades de procesamiento de 40 picosegundos en las pruebas.
Un equipo de investigación de la Universidad de Tokio ha desarrollado un dispositivo llamado elemento de conmutación cuántica no volátil que acelera el procesamiento de datos 1000 veces sin generar calor adicional.
Este elemento representa bits que utilizan las propiedades magnéticas de los electrones en lugar del flujo de electricidad.
En las pruebas de laboratorio, el dispositivo procesó un bit de datos en sólo 40 picosegundos, una milésima parte del tiempo requerido por los métodos convencionales.
¿Cómo puede la nueva tecnología evitar los problemas térmicos que limitan los chips existentes?
La tecnología existente tarda aproximadamente un nanosegundo en registrar un solo bit antes de que el sobrecalentamiento se convierta en un problema crítico.
El nuevo dispositivo consta de tantalio y manganeso trabajando juntos para convertir señales eléctricas en información magnética.
Una señal eléctrica pasa a través de la capa de tantalio y el sistema registra la señal como una diminuta fuerza magnética dirigida sobre el manganeso.
Este aspecto grabado representa un solo bit en lugar de un flujo continuo de corriente eléctrica.
El material funcionó de manera estable incluso después de procesar datos 100 mil millones de veces en pruebas de laboratorio controladas.
El equipo de investigación descubrió que el rendimiento de estos componentes de conmutación cuántica mejora a medida que los componentes se vuelven físicamente más pequeños, por lo que si esta tecnología se puede poner en práctica con éxito, podría reducir el consumo de energía a solo una centésima parte de los niveles actuales para el procesamiento de datos.
En pocas palabras, un gran centro de datos como el de Google, que actualmente utiliza suficiente electricidad para abastecer a 80.000 hogares, puede funcionar con la energía de sólo 800 hogares durante un día.
De manera similar, una MacBook Pro que necesita cargarse diariamente puede durar tres meses con una sola carga.
El éxito del laboratorio aún deja varios años de trabajo de ingeniería.
El dispositivo procesó datos 100 mil millones de veces sin fallar, mientras que los chips convencionales se habrían sobrecalentado después de solo 10 millones de ciclos a la misma velocidad.
Traducir este avance de laboratorio en un chip fabricable es un desafío de ingeniería completamente diferente.
Los investigadores han demostrado que la física funciona, pero la física de fabricación no, y la producción en masa no es lo mismo que utilizar un solo dispositivo en un laboratorio universitario.
Los datos que actualmente tardan una hora en descargarse podrían, en teoría, procesarse en solo un segundo, pero esa teoría enfrenta años de trabajo de ingeniería antes de que se convierta en realidad.
El prototipo del chip está previsto para 2030, lo que significa que la disponibilidad comercial probablemente llegará unos años después.
El consumo de energía mundial no esperará pacientemente a que los físicos japoneses terminen de crear prototipos, pero esta tecnología muestra un camino real a seguir si se pueden resolver los desafíos de ingeniería.
El equipo de la Universidad de Tokio ha inventado algo nuevo, pero la tarea igualmente difícil de producir, financiar y distribuir los resultados apenas ha comenzado.
Por el momento, esta tecnología se encuentra sólo en fase de demostración en laboratorio, lo que deja un camino largo e incierto por delante.
vía Nikkei (originalmente en japonés)
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