LA FÍSICA CUÁNTICA SE PONE LAS PILAS: LA ELECTRÓNICA DEL FUTURO MARCHARÁ CASI SIN ENERGÍA

La física cuántica podría ayudar a reducir de forma radical el consumo de energía en dispositivos electrónicos gracias a su revolucionaria aplicación en transistores de nueva generación.

Los especialistas europeos que trabajan en esta innovación intentan aplicar el llamado efecto de túnel cuántico para crear transistores innovadores. La nueva tecnología impulsaría el progreso de los dispositivos móviles gracias al reducido consumo de la batería: podrían procesar nuevas aplicaciones y quedarse sin recarga durante semanas o meses. Asimismo, la nueva tecnología podría también intensificar el desarrollo de los superordenadores, que gozarían de inferiores costes de energía.

Los científicos de la Comisión de Energías Alternativas y de Energía Atómica de Francia, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y del laboratorio de IBM en Suiza, que trabajan en la nueva tecnología, han publicado sus avances en la revista Nature.

Según explican los investigadores, los ordenadores modernos utilizan miles de millones de interruptores CPU (Central Processing Unit) que se basan en la tecnología del efecto de campo (‘FET’ o ‘Field Effect Technology’ en inglés). Estos transistores utilizan el campo eléctrico para controlar la conductividad de un “canal” en un material semiconductor.

Los transistores consisten de dos cámaras, separadas por una barrera de energía, y el aparato se activa cuando se inyecta voltaje, y los electrones que estaban en la primera cámara cruzan la barrera de energía y entran en la segunda cámara. Sin embargo, con los dispositivos actuales, el efecto de campo parece llegar al límite en lo que se refiere al consumo de energía.

Los transistores ‘Túnel-FET’ (‘TFET’ o ‘Tunnel Field-Effect Transistors’ en inglés), emplean otro principio. Según la teoría cuántica, los electrones pueden cruzar la barrera aunque no tengan bastante energía para hacerlo. Reduciendo el ancho de la barrera, resulta posible amplificar el efecto cuántico, y la energía que los electrones necesitan para cruzar la barrera se reduce drásticamente.

En consecuencia, con el efecto de túnel se puede reducir el voltaje de los transistores de 1 voltio a 0,2 voltios, lo que ayudaría a reducir el consumo de energía en un factor de 100. Los chips de nueva generación combinarán la tecnología convencional con la de túnel.

Los investigadores, que ya han creado prototipos de chips, esperan que la producción industrial arranque 2017, fijando para este año una verdadera ‘revolución’ en la computación.

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Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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