Este dispositivo experimental se diseñó con una técnica que aprovecha la caída en cascada de moléculas individuales sobre una superficie de cobre
Un nuevo hito en la aplicación de la nanotecnología a la informática ha sido alcanzado por científicos de IBM, al construir un circuito electrónico con componentes 260.000 veces más pequeños que los utilizados en los actuales semiconductores. El secreto de este avance estriba en la aplicación de una nueva tecnología llamada «cascada de moléculas», un nombre muy apropiado porque se fundamenta en el movimiento en caída de moléculas individuales sobre una superficie atómica como si fuera una cadena de fichas de dominó. El circuito resultante de esta jugada de billar a escala molecular es tan diminuto que cabrían 190.000 millones en la parte superior de una goma de borrar de un lápiz normal. Lo más sorprendente es que este diminuto circuito, descrito en la prestigiosa revista Science, tiene todos los componentes necesarios para conseguir una computación real.
Durante las últimas cuatro décadas, la densidad de los componentes en los microprocesadores de silicio ha ido creciendo exponencialmente, pero los progresos en la miniaturización se topan con límites físicos que amenazan el progreso de la informática. Sólo la nanotecnología parece sortear este problema. En lugar de utilizar transistores y cables como en la electrónica tradicional, Andreas Heinrich y sus colaboradores del Centro de Investigación de IBM, en Almadén, California, recurrieron a una nueva estrategia de computación con ayuda de dos microscopios de efecto túnel, que sirvieron para alinear pares de moléculas de monóxido de carbono (CO) sobre una superficie de cobre.Posteriormente, los investigadores provocaron el desplazamiento de una sola molécula de CO hacia un par de moléculas. Al entrar en contacto se constituyó una tríada que adoptó la forma de una flecha. Este cambio de configuración rompió la estabilidad de todo el sistema al incrementar su nivel de energía, lo que produjo la caída de la molécula situada en la punta de la flecha sobre otro par de moléculas. Este proceso en cascada fue repitiéndose como ocurre cuando, en una hilera de fichas de dominó, la caída de una pieza origina el derrumbe de las demás.
Los científicos de la compañía estadounidense precisan que lo que permite la computación es que cada cascada de moléculas lleva incorporado un bit de información. Al provocar diversas intersecciones de dos cascadas, mediante pasadizos y divisores propiciados en la superficie de cobre, el equipo de Andreas Heinrich logró configuraciones que permitieron efectuar operaciones lógicas «OR» y «AND».
La técnica utilizada tiene todavía limitaciones: el sistema es lento y sólo puede realizar un cálculo cada vez, ya que no hay mecanismo de reinicio. No obstante, existe la posibilidad de mejorar los resultados prácticos. Los investigadores de IBM ya han comprobado que, en función de la temperatura, el rendimiento de este circuito nanométrico mejora. Las cascadas iniciales fueron creadas y operadas a entre 4 y 10 grados centígrados. A mayor temperatura, mayor era la velocidad de cálculo obtenida con la caída de las moléculas de monóxido de carbono.
Un bello experimento
El otro gran problema, la posibilidad de realizar un solo cálculo, podría superarse al utilizar otras interacciones fundamentales, como giros de electrones. Según IBM, esas nuevas configuraciones del sistema permitirían el reinicio y la realización de cálculos repetitivos, similares a los que se producen en los circuitos ordinarios.
La técnica utilizada por este equipo ha impresionado a otros investigadores. El físico Wolf Dieter Schneider, profesor en la Universidad de Lausana (Suiza), señala que esta aproximación totalmente diferente a las actuales abre nuevas posibilidades de computación.
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