Un paso importante para la electrónica de bajo consumo

Un avance significativo, gracias a la tecnología cuántica, se ha producido en el desarrollo de una nueva generación de electrónica que requerirá menos energía y generará menos calor.

Actualmente, la huella de Internet ya es similar a la aeronáutica mundial y aumenta año a año.

En una primicia mundial, los investigadores liderados por un equipo de físicos de la Universidad de Leeds, han anunciado en la revista Science Advances que han creado un ‘condensador de rotación’ que puede generar y mantener el estado de rotación de los electrones para un número de horas. Los intentos anteriores solo han mantenido el estado de giro durante una fracción de segundo.

Esa capacidad de capturar el estado de rotación abre la posibilidad de que se desarrollen nuevos dispositivos que almacenen información de manera tan eficiente que su tamaño podría ser muy reducido. Un condensador giratorio que mide solo una pulgada cuadrada podría almacenar 100 Terabytes de datos.

Tecnología cuántica

Oscar Céspedes, profesor asociado en la Escuela de Física y Astronomía que supervisó la investigación, señaló que “este es un avance pequeño pero significativo en lo que podría convertirse en una revolución en la electrónica impulsada por la explotación de los principios de la tecnología cuántica”.

En este momento, hasta el 70 por ciento de la energía utilizada en un dispositivo electrónico, como un ordenador o un teléfono móvil, se pierde como calor, y esa es la energía que proviene de los electrones que se mueven a través de los circuitos del dispositivo.

Esto resulta en enormes ineficiencias y limita las capacidades y la sostenibilidad de las tecnologías actuales. La huella de carbono de Internet ya es similar a la de los viajes aéreos y aumenta año tras año.

Plantean los investigadores que con los efectos cuánticos que utilizan elementos ligeros y ecológicos, no podría haber pérdida de calor. Esto significa que el rendimiento de las tecnologías actuales puede continuar desarrollándose de una manera más eficiente y sostenible que requiere mucha menos energía.

Por su parte, Matthew Rogers, uno de los autores principales, explicó que esta investigación “muestra que los dispositivos del futuro pueden no tener que depender de discos duros magnéticos. En su lugar, tendrán condensadores de giro que son operados por la luz, que los haría muy rápidos, o por un campo eléctrico, lo que los haría extremadamente eficientes energéticamente”.

“Este es un avance emocionante. La aplicación de la física cuántica a la electrónica dará como resultado dispositivos nuevos y novedosos”, afirmó Rogers.

Preparación de material avanzado. Imagen de la Universidad de Leeds.

Cómo funciona un condensador de giro

En la informática convencional, la información se codifica y almacena como una serie de bits. Por ejemplo, ceros y unos en un disco duro. Esos ceros y unos pueden representarse o almacenarse en el disco duro mediante cambios en la polaridad de pequeñas regiones magnetizadas en el disco.

Con la tecnología cuántica, los condensadores de giro podrían escribir y leer información codificada en el estado de giro de los electrones mediante el uso de campos de luz o eléctricos.

Cabe señalar que algunas de las instalaciones experimentales más avanzadas del mundo se utilizaron como parte de la investigación. Los científicos creen que los avances que han logrado se pueden construir, sobre todo hacia dispositivos que pueden mantener el estado de giro durante períodos de tiempo más largos.

La colaboración de investigación involucró a la Universidad de Leeds, el sincrotrón ALBA en Barcelona, el Instituto Paul Scherrer de Suiza y el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología y la Universidad de St Andrews, de Reino Unido. Los doctores Tim Moorsom y Matthew Rogers, de Leeds, fueron los autores principales.

 

 

2020-03-27T12:34:59+01:00 25 marzo, 2020|