Investigadores en Japón desarrollan chips mil veces más veloces que los actuales

Un equipo de investigación de la Universidad de Tokio en Japón desarrolló un dispositivo capaz de multiplicar por 1.000 la velocidad de procesamiento de los chips semiconductores actuales. El avance, publicado en la revista científica Science, permite procesar en un segundo volúmenes de datos que hoy requieren una hora de ejecución, según explicó Tomoaki Nakatsuji, líder del proyecto e investigador de la institución japonesa.

La innovación radica en un elemento de conmutación cuántica no volátil que utiliza el espín o propiedades magnéticas de los electrones para representar los bits de información. Este método reemplaza el flujo tradicional de corriente eléctrica, lo que permite alcanzar altas velocidades sin la acumulación de calor que limita a las computadoras modernas. De acuerdo con los investigadores, las tecnologías actuales alcanzaron un techo de velocidad a principios de la década de 2000 debido, precisamente, a la inestabilidad térmica de los componentes.

Control magnético y eficiencia térmica

El nuevo dispositivo está compuesto por tantalio y manganeso. El proceso funciona mediante una señal eléctrica que atraviesa el tantalio, registrando la información en el manganeso según la dirección de una fuerza magnética mínima. En las pruebas experimentales, el equipo logró procesar un bit en 40 picosegundos, una cifra significativamente menor al nanosegundo que requieren los métodos convencionales.

Uno de los aspectos críticos del desarrollo es su durabilidad. El elemento mantuvo un funcionamiento estable tras más de 100.000 millones de ciclos de procesamiento. Según el equipo de Nakatsuji, los sistemas actuales fallarían por sobrecalentamiento tras apenas diez millones de ciclos si intentaran operar a una velocidad similar. Esta estabilidad térmica abre la puerta al diseño de memorias no volátiles que graban datos con un consumo de energía mínimo.

Impacto en la inteligencia artificial

La eficiencia energética es una de las prioridades de la industria tecnológica global. La Agencia Internacional de Energía estima que, para 2030, los centros de datos consumirán 945 teravatios a nivel mundial, una cifra que supera el consumo eléctrico total de Japón. La implementación de estos nuevos chips podría reducir el gasto energético a una centésima parte del nivel actual.

El siguiente paso para los investigadores japoneses es el desarrollo de un prototipo de chip comercial y la coordinación con empresas del sector para su fabricación a gran escala. Nakatsuji señaló que el objetivo es trabajar de forma global para ampliar el alcance de esta innovación, que tiene el potencial de transformar la computación de alto rendimiento y el almacenamiento masivo de datos.