Investigadores de la Universidad de Arizona han dado un paso significativo en el desarrollo de la tecnología de computación ultrarrápida. Un equipo internacional, que incluye a científicos del Departamento de Física y de la Facultad de Ciencias Ópticas de esta universidad, ha logrado manipular electrones en grafeno utilizando pulsos de luz que duran menos de un billonésimo de segundo. Este avance tiene el potencial de llevar la velocidad de procesamiento a la escala de los petahercios, superando en más de 1,000 veces la capacidad de los mejores chips de computadora actuales.
El estudio, publicado en Nature Communications, destaca cómo la técnica puede redefinir los límites del poder de procesamiento informático. Mohammed Hassan, profesor asociado de física y ciencias ópticas, señala que la rápida evolución de la inteligencia artificial en el software no ha sido acompañada por una mejora comparable en el hardware. Sin embargo, este descubrimiento podría permitir el desarrollo de computadoras que igualen la revolución actual en la tecnología de la información.
El equipo, que incluye a Nikolay Golubev, Mohamed Sennary, Jalil Shah y Mingrui Yuan, trabajó en colaboración con el Laboratorio de Propulsión a Chorro del Instituto Tecnológico de California y la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich. Originalmente, su investigación se centraba en la conductividad eléctrica de muestras modificadas de grafeno, un material que consiste en una sola capa de átomos de carbono. La interacción de un láser con el grafeno genera un movimiento de electrones que produce una corriente eléctrica.
Un avance inesperado en el túnel cuántico
En el transcurso de su investigación, los científicos se encontraron con un fenómeno inesperado: un electrón podía atravesar el grafeno casi instantáneamente, un proceso conocido como «tunneling» o túnel cuántico. Hassan enfatiza que este tipo de descubrimiento es la esencia de la ciencia, donde los hallazgos más valiosos a menudo surgen de lo que no se anticipaba. Una vez que el equipo identificó este efecto, se sintió motivado a explorar sus implicaciones.
Utilizando un fototransistor de grafeno comercial modificado con una capa especial de silicio, los investigadores aplicaron un láser que alterna a una velocidad de 638 attosegundos, creando lo que Hassan describe como «el fototransistor cuántico más rápido del mundo». Para contextualizar, un attosegundo es un quintillón de segundos, lo que subraya la magnitud de este logro en la tecnología de computación ultrarrápida.
A diferencia de otros avances científicos que requieren condiciones extremas, este nuevo transistor funciona en condiciones ambientales, lo que abre la puerta a su comercialización y uso en dispositivos electrónicos cotidianos. Hassan está colaborando con Tech Launch Arizona, una oficina dedicada a la comercialización de innovaciones surgidas de la investigación de la universidad, con la esperanza de llevar este transistor de velocidad petahercios a un microchip que pueda ser utilizado en la industria.
La Universidad de Arizona, ya conocida por el desarrollo del microscopio electrónico más rápido del mundo, aspira a ser reconocida también por la creación del primer transistor de velocidad petahercios, un avance que podría transformar radicalmente la forma en que se gestionan y procesan los datos en múltiples campos, desde la investigación espacial hasta la atención médica.
