Investigadores de la Universidad de Chicago han dado un paso significativo hacia el futuro del almacenamiento de datos al desarrollar un nuevo método que permite guardar terabytes de información en un cristal de tan solo un milímetro de tamaño. Este avance, que se enmarca en el ámbito de la ingeniería molecular, utiliza defectos en el cristal, cada uno de ellos del tamaño de un único átomo, para representar los bits de información, lo que podría revolucionar la memoria clásica no volátil en ordenadores convencionales.
El estudio, publicado en la revista Nanophotonics, describe cómo cada celda de memoria se basa en un defecto atómico, permitiendo una densidad de almacenamiento sin precedentes. Tian Zhong, profesor asistente en la Universidad de Chicago Pritzker School of Molecular Engineering, afirma: «Ahora puedes empaquetar terabytes de bits dentro de un pequeño cubo de material que solo mide un milímetro de tamaño». Este enfoque interdisciplinario combina técnicas de física sólida aplicadas a la dosimetría de radiación con investigaciones en sistemas cuánticos, aunque el trabajo no es estrictamente cuántico.
Una fusión de tecnologías
El origen de esta investigación se remonta a la tesis doctoral de Leonardo França en la Universidad de São Paulo, donde estudió dispositivos que miden la radiación, conocidos como dosímetros. Estos dispositivos son cruciales en entornos como hospitales y aceleradores de partículas, donde es esencial monitorizar la exposición a la radiación. França se interesó por la manipulación óptica de la información almacenada en estos dispositivos, lo que le llevó a explorar su potencial como medio de almacenamiento de memoria.
El equipo de investigación utilizó iones de elementos de tierras raras, específicamente el praseodimio, incorporados en un cristal de óxido de itrio. Este enfoque permite la activación del dispositivo de almacenamiento mediante un láser ultravioleta, a diferencia de los dosímetros que requieren radiación de rayos X o gamma. Al absorber suficiente energía, el cristal libera electrones que quedan atrapados en los defectos presentes en su estructura, donde un átomo de oxígeno debería estar, pero no está.
França destaca que «es imposible encontrar cristales, ya sean naturales o artificiales, que no tengan defectos». Este hallazgo es crucial, ya que los investigadores han logrado controlar qué defectos están cargados y cuáles no, utilizando estos puntos de carga para representar los bits de información. En un cubo de cristal de un milímetro, se estima que hay al menos mil millones de recuerdos, ofreciendo un potencial de almacenamiento sin precedentes para los sistemas informáticos tradicionales.
Este avance no solo podría redefinir el almacenamiento de datos, sino que también pone de relieve la importancia de la investigación interdisciplinaria en la ciencia moderna. La combinación de técnicas ópticas y la física de materiales ha permitido a este equipo de la Universidad de Chicago abrir nuevas vías en el almacenamiento de datos, proporcionando una solución innovadora que podría tener un impacto significativo en el futuro de la tecnología de la información.
