Usando la luz para acelerar los chips
Investigadores de la Universidad Northeastern en Estados Unidos acaban de anunciar un descubrimiento revolucionario que ayudará a que las computadoras y los teléfonos funcionen 1.000 veces más rápido que la tecnología actual de chips de silicio.
El avance proviene del control de los materiales cuánticos a través de un método llamado enfriamiento térmico.
Un nuevo avance en el campo de los materiales cuánticos podría ayudar a que los dispositivos electrónicos funcionen 1.000 veces más rápido que la tecnología actual (Foto: Getty).
El material elegido por el equipo de investigación es 1T-TaS₂, un material cuántico especial que puede cambiar de forma flexible entre dos estados: conduciendo electricidad como un metal o aislante como un semiconductor.
Anteriormente, el estado conductor sólo aparecía a temperaturas extremadamente bajas y duraba fracciones de segundo, lo que hacía casi imposible su aplicación en dispositivos electrónicos de uso cotidiano.
El equipo descubrió cómo mantener el estado metálico estable del material a temperatura cercana a la ambiente durante meses.
Lo lograron calentando el material y enfriándolo rápidamente a una velocidad de aproximadamente 120 Kelvin por segundo. Este método forzó el material a superar un umbral de transición de fase, creando un estado de fase mixto entre conductor y aislante.
Los científicos también utilizan la luz para desencadenar esta transición. Al iluminarse, el material responde casi instantáneamente, modificando su estructura ondulatoria de densidad de carga intrínseca. Estos cambios mantienen estable el estado metálico en condiciones de temperatura controladas.
El profesor Gregory Fiete, físico de la Universidad Northeastern, dijo que el equipo está controlando las propiedades del material a la velocidad más rápida que permite la física.
Destacó que el uso de luz en lugar de múltiples capas de material como en los transistores de silicio tradicionales simplifica la estructura del microcircuito y abre la posibilidad de diseñar dispositivos electrónicos de próxima generación.
¿Cuáles son los límites para los chips?
En los dispositivos actuales, los procesadores operan a frecuencias de gigahercios. Con este descubrimiento, los investigadores esperan alcanzar frecuencias de terahercios, que son 1000 veces más rápidas.
Esta capacidad es especialmente importante a medida que los datos se vuelven cada vez más grandes y se requiere procesamiento en tiempo real en aplicaciones como inteligencia artificial, realidad virtual, computación cuántica y simulaciones científicas.
El estudio también mostró que cuando se aplica luz sobre el material a ciertas frecuencias, las ondas de oscilación de la red cristalina cambian de manera correspondiente.
Por ejemplo, las oscilaciones a 2,5 terahercios reflejan cambios en la amplitud de las ondas de densidad de carga, mientras que las oscilaciones a 1,3 terahercios están asociadas con el deslizamiento de la capa de material a escala atómica.
El equipo publicó sus resultados en la revista Nature Physics y denominó este estado conductor «estado metálico oculto». En este estado, el material parece aislante, pero en realidad permite el flujo de electrones a alta velocidad gracias a una combinación de pequeñas regiones conductoras distribuidas en su estructura.
El método de enfriamiento térmico permite controlar instantáneamente la conductividad eléctrica del material al cambiar el entorno de iluminación, explicó el investigador Alberto de la Torre, quien dirigió el equipo.
Destacó que la programabilidad de este estado abre el camino para la creación de dispositivos electrónicos que puedan almacenar y procesar datos dentro del mismo material.
Además, algunos estudios relacionados también señalaron la posibilidad de ajustar el estado del material a través de cámaras resonantes de terahercios.
Al modificar la estructura óptica externa, el material responde al campo electromagnético y cambia de fase de forma controlada. Este efecto es similar al principio de mejora de la resonancia de la luz en dispositivos láser, pero aplicado a materiales conductores a nivel atómico.
Al eliminar múltiples interfaces de materiales y utilizar una única sustancia controlada por la luz, el equipo ha abierto nuevas direcciones para la industria de la microelectrónica.
Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/tim-ra-vat-lieu-luong-tu-giup-may-tinh-dien-thoai-nhanh-hon-1000-lan-20250805073922390.htm
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