Nuevos avances en nanotecnología pone a tiro a las supercomputadoras del mañana.
Dentro de unos años, las computadoras serán bastante diferentes de las actuales.
Los avances en el campo de la nanotecnología harán que las computadoras dejen de
utilizar el silicio como sistema para integrar los transistores que la componen
y empiecen a manejarse con lo que se llama mecánica cuántica, lo que hará que
utilicen transistores a escala atómica.
Aproximadamente para el año 2010, el tamaño de los transistores o chips llegará
a límites de integración con la tecnología actual, y ya no se podrán empaquetar
más transistores en un área de silicio, entonces se entrará al nivel atómico o
lo que se conoce como mecánica cuántica.
Las computadoras convencionales trabajan simbolizando
datos como series de unos y ceros –dígitos binarios conocidos como bits. El
código binario resultante es conducido a través de transistores, switches que
pueden encenderse o prenderse para simbolizar un uno o un cero.
Las
computadoras cuánticas, sin embargo, utilizan un fenómeno físico conocido como
“superposición”, donde objetos de tamaño infinitesimal como electrones o átomos
pueden existir en dos o más lugares al mismo tiempo, o girar en direcciones
opuestas al mismo tiempo. Esto significa que las computadoras creadas con
procesadores superpuestos puedan utilizar bits cuánticos –llamados qubits- que
pueden existir en los estados de encendido y apagado simultáneamente.
De
esta manera, estas computadoras cuánticas pueden calcular cada combinación de
encendido y apagado al mismo tiempo, lo que las haría muchísimo más veloces que
los actuales procesadores de datos a la hora de resolver ciertos problemas
complejos de cálculos matemáticos. La investigación de la computación
cuántica está ganando terreno rápidamente en laboratorios de investigación
militares, de inteligencia y universidades alrededor del planeta. Entre otros,
están involucrados gigantes como AT&T, IBM, Hewlett-Packard, Lucent and
Microsoft .
En electrónica, miniaturización es sinónimo de éxito. Reducir el tamaño de los
circuitos integrados implica una respuesta más rápida y un menor consumo de
energía. Y en esta escalada hacia lo extremadamente pequeño, la nanotecnología
se convierte en un aliado imprescindible.
Informática a
nanoescala
Hasta ahora nos habíamos habituado a que la Ley de
Moore, que afirma que la capacidad de nuestros ordenadores se dobla cada 18
meses, se cumpliera a rajatabla. Pero la realidad muestra que, utilizando la
tecnología convencional, que utiliza los transistores como pieza básica, este
desarrollo alcanzará pronto sus límites. La alternativa para que el progreso no
se detenga es crear los dispositivos de almacenamiento a escala molecular,
nuevos métodos de cálculo, interruptores moleculares y cables de tubos de
carbono estirados. En definitiva, lo que se conoce como ordenadores
cuánticos.
El primer
paso hacia estos dispositivos se producía a finales de agosto de 2001, cuando
los investigadores de IBM crearon un circuito capaz de ejecutar cálculos lógicos
simples mediante un nanotubo de carbono autoensamblado. En estos momentos es la
empresa Hewlett-Packard la que se encuentra más cerca de crear una tecnología
capaz de sustituir a los actuales procesadores. Hace tan solo unos meses daban
un paso de gigante al lograr que una nueva técnica basada en sistemas usados
actualmente en matemáticas, criptografía y telecomunicaciones les permita crear
dispositivos con equipos mil veces más económicos que los actuales. La compañía
promete que habrá chips de sólo 32 nanómetros en el mercado dentro de 8
años.
Otras empresas como IBM o Intel le siguen de cerca. En concreto,
en el marco de la First Internacional Nanotechnology Conference celebrada
el pasado mes de junio, Intel desvelaba por primera vez públicamente sus planes
para el desarrollo de chips de tamaño inferior a 10 nanómetros, combinando el
silicio con otras tecnologías que están aún en sus primeras fases de
investigación.
Tan importante como la velocidad de procesamiento es la
capacidad de almacenamiento. Eso lo sabe bien Nantero, una empresa de
nanotecnología que trabaja en el desarrollo de la NRAM. Se trata de un
chip de memoria de acceso aleatorio no volátil y basada en nanotubos. Sus
creadores aseguran que podría reemplazar a las actuales memorias SRAM, DRAM y
flash, convirtiéndose en la memoria universal para teléfonos móviles,
reproductores MP3, cámaras digitales y PDAs.
Por su parte,
investigadores de la Texas A&M University y del Rensselaer
Polytechnic Institute han diseñado un tipo memoria flash de nanotubo que
tiene una capacidad potencial de 40 gigas por centímetro cuadrado y 1000
terabits por centímetro cúbico. Y la compañía Philips trabaja en una nueva
tecnología de almacenamiento óptico que permite el almacenaje de hasta 150
gigabytes de datos en dos capas sobre un medio óptico similar a los actuales
DVDs.
Computadoras casi invisibles
La nanotecnología será un salto importante en
la reducción de los componentes, y ya hay avances, pero muchos de estos
adelantos se consideran secretos de las empresas que los están desarrollando.
El tamaño de las computadoras del futuro también podría sorprender, ya
que podría ser la quincuagésima parte (cincuenta veces menor) de una computadora
actual de semiconductores que contuviera similar número de elementos lógicos. La
reducción del tamaño desemboca en dispositivos más veloces; las computadoras
podrán operar a velocidades mil veces mayores que las actuales.
Algunos
estudios pronostican que la técnica híbrida, que conjuga microcircuitos
semiconductores y moléculas biológicas, pasará bastante pronto del dominio de la
fantasía científica a las aplicaciones comerciales. Las pantallas de cristal
líquido ofrecen un espléndido ejemplo del sistema híbrido que ha triunfado. Casi
todas las computadoras portátiles utilizan pantallas de cristal líquido, que
combinan dispositivos semiconductores con moléculas orgánicas para controlar la
intensidad de la imagen en la pantalla. Son varias las moléculas biológicas que
se podrían utilizar con vistas a su utilización en componentes informáticos.