Los investigadores han construido una puerta lógica, un bloque de construcción para computadoras, que usa vibraciones en lugar de electrones. Como resultado, procesa la información de manera muy eficiente desde el punto de vista energético.
Los científicos han creado un componente informático que no utiliza electrones, sino vibraciones. Como resultado, el componente puede cumplir con el límite inferior físico de consumo de energía al procesar y transmitir información. acercarse.
La cantidad mínima de energía que necesita una computadora para realizar un paso de cálculo se denomina «límite de Landauer», en honor al físico de la década de 1960 Rolf Landauer. En sus cálculos, Landauer no tuvo en cuenta el diseño de la computadora, sino los costos de energía necesarios para manipular la información, como borrar o reescribir un poco.
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Las computadoras ordinarias consisten en semiconductores. Funcionan regulando el flujo de electrones dentro de varios circuitos para realizar operaciones. Para evitar que las fluctuaciones de calor afecten los movimientos de los electrones y causen errores, se consume energía. El consumo de energía de los ordenadores es, por tanto, unas diez mil veces superior al límite de Landauer.
Las llamadas computadoras nanomecánicas, que usan vibraciones diminutas en lugar de electrones, no tendrían estos costos adicionales de energía. Warwick Bowen, científico cuántico y nanotecnólogo de la Universidad de Queensland en Australia, ahora se ha asociado con colegas para crear una puerta lógica nanomecánica. Ese es un componente básico de una computadora nanomecánica de este tipo.
La puerta contiene una membrana mil veces más delgada que un cabello humano. Bowen dice que es como un «trampolín nanoscópico» que puede vibrar en distancias o amplitudes bajas o altas. Las dos amplitudes pueden tener los valores 0 y 1 en una computadora electrónica, para que la computadora pueda realizar cálculos amplificando o amortiguando las vibraciones.
La información ingresa a la puerta por medio de una onda de sonido, una vibración en movimiento. La salida de la puerta, un cálculo muy simple, luego ingresa a otra puerta del mismo diseño a través de una onda de sonido. En lugar de que los electrones pasen a través de un cable, ahora el sonido se mueve entre los chips de una computadora.
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«Todo lo que se puede hacer con una computadora de semiconductores electrónicos, se puede hacer con estas computadoras», dice Bowen. Al mismo tiempo, dice que la nueva puerta aún no funciona en el límite de Landauer: su equipo se basa en cálculos teóricos que muestran que la puerta debe ser unas mil veces más pequeña para llegar allí.
Según el nanotecnólogo Raj Mohanty de la Universidad de Boston, cuyo equipo creó una de las primeras puertas nanomecánicas hace más de quince años, ahora también es posible producir puertas nanomecánicas en masa en chips de silicio en instalaciones comerciales.
Las computadoras nanomecánicas probablemente no reemplacen a las computadoras de la vida cotidiana, pero podrían ser adecuadas para los satélites, dijo Bowen. Una computadora nanomecánica sin cables ni electrónica sería capaz de soportar condiciones extremas como las erupciones solares, por lo que no perdería ninguna información en tal caso.