Cómo los materiales 2D podrían conducir a computadoras más rápidas

Puntos clave

  • Los investigadores dicen que el uso de materiales bidimensionales podría conducir a computadoras más rápidas.
  • El descubrimiento podría ser parte de una próxima revolución en el campo que incluye las computadoras cuánticas.
  • Honeywell anunció recientemente que había establecido un nuevo récord de volumen cuántico, una medida del rendimiento general.

Alguien mirando por encima de los cables de fibra óptica.


Los avances recientes en física podrían significar computadoras significativamente más rápidas que conducirían a una revolución en todo, desde el descubrimiento de fármacos hasta la comprensión de los efectos del cambio climático, dicen los expertos.

Los científicos han detectado y mapeado los espines electrónicos en un nuevo tipo de transistor. Esta investigación puede conducir a computadoras más rápidas que aprovechen el magnetismo natural de los electrones en lugar de solo su carga. El descubrimiento podría ser parte de una próxima revolución en el campo que incluye las computadoras cuánticas.

"Las computadoras cuánticas procesan la información de una manera fundamentalmente diferente a las computadoras clásicas, lo que les permite resolver problemas que son prácticamente irresolubles con las computadoras clásicas actuales", dijo John Levy, cofundador y director ejecutivo de la firma de computación cuántica Seeqcdijo en una entrevista por correo electrónico.

"Por ejemplo, en un experimento realizado por Google y la NASA, los resultados de una aplicación cuántica específica se generaron en una pequeña cantidad de minutos en comparación con los 10.000 años estimados que tardaría la supercomputadora más poderosa del mundo".


Índice
  1. Puntos clave
  • Materiales bidimensionales
  • Avances en Computación Cuántica
  • Materiales bidimensionales

    En un descubrimiento reciente, los científicos investigaron una nueva área llamada espintrónica, que utiliza el espín de los electrones para realizar cálculos. La electrónica actual usa la carga del electrón para hacer cálculos. Pero monitorear el giro de los electrones ha resultado difícil.

    Un equipo dirigido por la División de Ciencias de los Materiales de la Universidad de Tsukuba afirma haber utilizado resonancia de espín de electrones (ESR) para controlar el número y la ubicación de espines no apareados que se mueven a través de un transistor de disulfuro de molibdeno. ESR utiliza el mismo principio físico que las máquinas de resonancia magnética que crean imágenes médicas.

    “Imagínese construir una aplicación de computadora cuántica suficiente para simular la seguridad y la eficacia de los ensayos clínicos de medicamentos, sin siquiera probarlos en una persona real”.

    Para medir el transistor, el dispositivo tuvo que enfriarse a solo 4 grados por encima del cero absoluto. "Las señales de ESR se midieron simultáneamente con las corrientes de drenaje y de compuerta", dijo en un comunicado el profesor Kazuhiro Marumoto, coautor del estudio. comunicado de prensa.

    Se utilizó un compuesto llamado disulfuro de molibdeno porque sus átomos forman una estructura bidimensional (2D) casi plana. "Los cálculos teóricos identificaron aún más los orígenes de los giros", dijo en el comunicado de prensa la profesora Małgorzata Wierzbowska, otra coautora.


    Avances en Computación Cuántica

    La computación cuántica es otra área de la computación que avanza rápidamente. Honeywell anunciado recientemente que había establecido un nuevo récord de volumen cuántico, una medida del rendimiento general.

    "Este alto rendimiento, combinado con la medición de medio circuito de bajo error, proporciona capacidades únicas con las que los desarrolladores de algoritmos cuánticos pueden innovar", dijo la compañía en el comunicado.

    Mientras que las computadoras clásicas se basan en bits binarios (unos o ceros), las computadoras cuánticas procesan información a través de qubits, que debido a la mecánica cuántica, pueden existir como uno o cero o ambos al mismo tiempo, aumentando exponencialmente el poder de procesamiento, dijo Levy.

    Las computadoras cuánticas pueden ejecutar una serie de importantes aplicaciones científicas y comerciales que antes se creían imposibles, dijo Levy. Las medidas de velocidad habituales, como megahercios, no se aplican a la computación cuántica.

    La parte importante de las computadoras cuánticas no se trata de la velocidad en la forma en que pensamos sobre la velocidad con las computadoras tradicionales. "De hecho, esos dispositivos a menudo funcionan a velocidades mucho más altas que las computadoras cuánticas", dijo Levy.

    Un retrato de una persona con una superposición de un concepto de inteligencia artificial superpuesto en la parte superior.


    "El punto es que las computadoras cuánticas pueden ejecutar una serie de importantes aplicaciones científicas y de problemas comerciales que antes se creían imposibles".

    Si las computadoras cuánticas alguna vez se vuelven prácticas, las formas en que la tecnología podría afectar la vida de las personas a través de la investigación y el descubrimiento son infinitas, dijo Levy.

    "Imagínese construir una aplicación de computadora cuántica suficiente para simular la seguridad y la eficacia de los ensayos clínicos de medicamentos, sin siquiera probarlos en una persona real", dijo.

    "O incluso una aplicación informática cuántica que pueda simular modelos de ecosistemas completos, ayudándonos a gestionar y combatir mejor los efectos del cambio climático".

    Ya existen computadoras cuánticas en etapa inicial, pero los investigadores están luchando por encontrar un uso práctico para ellas. Levy dijo que Seeqc planea entregar dentro de tres años "una arquitectura cuántica que se basa en problemas del mundo real y tiene la capacidad de escalar para satisfacer las necesidades de las empresas".

    Las computadoras cuánticas no estarán disponibles para el usuario promedio durante años, dijo Levy. "Pero las aplicaciones comerciales de la tecnología ya se están haciendo evidentes en las industrias de uso intensivo de datos, como el desarrollo farmacéutico, la optimización logística y la química cuántica", agregó.

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