Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
El potencial de la computación cuántica ultrarrápida se ha acercado un paso más a la realidad, con una técnica para crear chips de computadora regrabables utilizando un haz de luz láser. Los investigadores del City College de Nueva York (CCNY) y la Universidad de California en Berkeley (UCB) usaron luz laser para controlar la rotación del núcleo de un átomo con el fin de codificar la información.
El método podría establecer el camino para la computación cuántica, una tecnología que ha sido buscada durante largo tiempo para incrementar sustancialmente la velocidad de procesamiento de las computadoras.
Los dispositivos electrónicos actuales se están acercando a los límites superiores de velocidad de procesamiento, y se basan en un patrón de grabado en un semiconductor para crear un circuito de chip o circuito integrado. Estos patrones de interconexiones sirven como carreteras para conducir la información alrededor del circuito, pero hay un inconveniente.»Una vez que el chip está impreso, sólo puede ser usado de una manera», explicó el Dr. Jeffrey Reimer, profesor de UCB de ingeniería química y biomolecular y coautor del estudio.
El equipo, que incluye al profesor de Física de CCNY Carlos Meriles y estudiantes de postgrado y de doctorado de la UCB y Yunpu Li, de CCNY, han visualizado un remedio para este problema en las ciencias emergentes de la espintrónica y la computación cuántica.
Han desarrollado una técnica para utilizar luz láser para establecer un patrón de alineación de «spin» dentro de los átomos de manera que el patrón se puede escribir sobre la marcha. Esta técnica puede conducir algún día a la generación de circuitos regrabables espintrónicos.
La electrónica digital y la computación convencional, se basan en la traducción de las cargas eléctricas en los ceros y unos del código binario. Una computadora «espintrónica», por el contrario, usaría la propiedad cuántica del spin de los electrones, que permitiría a estos almacenar cualquier número ya sea cero o uno.
Imaginen que el electrón es como un símbolo «yin-yang» en el que las proporciones de las áreas claras y oscuras – que representan los valores de cero a uno – pueden variar a voluntad. Esto significaría que cálculos múltiples podrían realizarse simultáneamente, lo cual amplificaría la capacidad de procesamiento.
Los intentos de uso de electrones para la computación cuántica han enfrentado la problemática de que estos cambian el spin de un lado a otro rápidamente. Esto, los convierte en vehículos inestables para retener información. Para suprimir el cambio aleatorio de ida y vuelta de los electrones, los investigadores de UCB y CCNY utilizan luz láser para producir una magneto de larga duración que pueda jalar, empujar, o estabilizar el spin de los electrones.
Los investigadores lograron la estabilización del spin de los electrones mediante la iluminación de una muestra de arseniuro de galio – el mismo semiconductor utilizado en los chips de teléfonos celulares – con un patrón de luz. El patrón de iluminación alineó los giros de todos los núcleos atómicos, y, sus electrones, con lo cual establecieron la creación de un circuito spintrónico.
«Lo que podrían tener es un chip en el que se puede borrar y volver a escribir sobre la marcha con el simple uso de un haz de luz», dijo el profesor Meriles. Cambiando el patrón de luz se alteraría el trazado del circuito instantáneamente.
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