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| Esquema de un resonador espintrónico de nanoconstricción (a), que muestra los contactos eléctricos de señal (S) y tierra (G), junto con el flujo de corriente (b), medido a 200 nanómetros. Crédito: Departamento de Física de la NYU |
Un resonador espintrónico de material cuántico
Un equipo de científicos ha desarrollado un medio para crear un nuevo tipo de memoria, lo que supone un notable avance en el cada vez más sofisticado campo de la inteligencia artificial.
"Los materiales cuánticos son muy prometedores para mejorar las capacidades de los ordenadores actuales", explica Andrew Kent, físico de la Universidad de Nueva York y uno de los investigadores principales. "El trabajo aprovecha sus propiedades para establecer una nueva estructura de computación".
La creación, diseñada en colaboración con investigadores de la Universidad de California en San Diego (UCSD) y la Universidad de París-Saclay, se recoge en la revista Nature Scientific Reports.
"Dado que la computación convencional ha alcanzado sus límites, se están desarrollando nuevos métodos y dispositivos de cálculo", añade Ivan Schuller, físico de la UCSD y uno de los autores del artículo. "Éstos tienen el potencial de revolucionar la computación y de forma que algún día puedan rivalizar con el cerebro humano".
En los últimos años, los científicos han tratado de avanzar en lo que se conoce como "computación neuromórfica", un proceso que trata de imitar la funcionalidad del cerebro humano. Debido a sus características similares a las del ser humano, puede ofrecer formas más eficientes e innovadoras de procesar datos mediante enfoques que no se pueden lograr con los métodos computacionales existentes.
En el trabajo de Scientific Reports, los investigadores crearon un nuevo dispositivo que supone un importante avance ya realizado en este campo.
Para ello, construyeron un resonador espintrónico de nanoconstricción para manipular propiedades físicas conocidas de forma innovadora.
Los resonadores son capaces de generar y almacenar ondas de frecuencias bien definidas, como la caja de un instrumento de cuerda. En este caso, los científicos construyeron un nuevo tipo de resonador capaz de almacenar y procesar información de forma similar a las sinapsis y las neuronas del cerebro. El descrito en Scientific Reports combina las propiedades únicas de los materiales cuánticos con las de los dispositivos magnéticos espintrónicos.
Los dispositivos espintrónicos son aparatos electrónicos que utilizan el espín de un electrón, además de su carga eléctrica, para procesar la información de forma que reducen la energía y aumentan la capacidad de almacenamiento y procesamiento en relación con los enfoques más tradicionales. Un dispositivo de este tipo ampliamente utilizado, un "oscilador de par de espín", funciona a una frecuencia específica. Combinarlo con un material cuántico permite sintonizar esta frecuencia y ampliar así considerablemente su aplicabilidad.
"Se trata de un avance fundamental que tiene aplicaciones en la informática, sobre todo en la computación neuromórfica, donde estos resonadores pueden servir de conexión entre los componentes informáticos", observa Kent.
Fuentes, créditos y referencias:
Jun-Wen Xu et al, A quantum material spintronic resonator, Scientific Reports (2021). DOI: 10.1038/s41598-021-93404-4
Créditos a PhysOrg