(BBC Mundo). La primera computadora ensamblada en su totalidad con
nanotubos de carbono ha sido presentada, lo que abre la puerta a una nueva generación de dispositivos digitales.
Cedric es apenas un prototipo, pero podría
perfeccionarse y convertirse en una máquina más pequeña, más rápida y
mucho más eficiente que los modelos de
silicio que existen en la actualidad.
Los nanotubos se han presentado como los herederos del trono del
silicio desde hace mucho tiempo, pero ensamblar una computadora que
funcione adecuadamente, ha sido complicado.
El descubrimiento realizado por un grupo de ingenieros de la
Universidad de Stanford, en California, Estados Unidos, fue publicado en la revista científica
Nature.
Cedric es el sistema electrónico hecho a base de nanotubos de carbono más complejo que se ha realizado hasta el momento.
Pero, ¿es rápido? Para nada. Pudo haberlo sido en 1955.
La computadora funciona con un bit (unidad mínima de información en informática) y apenas cuenta hasta 32.
“En términos humanos, Cedric puede contar con los dedos de la mano y
entender el alfabeto. Pero es una computadora en todo el sentido de la
palabra. No tiene limitaciones con respecto a lo que puede hacer,
teniendo suficiente memoria”, dice Max Shulaker, coautor de la
investigación.
UNA NUEVA ERA
En jerga informática, Cedric es un
turing completo, es decir, un sistema capaz de resolver cualquier
problema relacionado con la computadora.
Tiene un sistema operativo básico que le permite realizar dos
actividades, alternándose entre una y otra, por ejemplo, contar y
organizar los números.
Y a diferencia de otras computadoras con carbono en su composición, las respuestas de Cedric son correctas siempre.
“La gente ha estado hablando acerca de la nueva era de aparatos
electrónicos hechos con nanotubos de carbono, pero no se han presentado
muchos ejemplos. Esta es la prueba”, afirma Subhasish Mitra, el profesor
que dirigió el estudio.
El equipo de Stanford que trabajó en el proyecto espera que su
descubrimiento sirva para galvanizar esfuerzos que permitan encontrar al
sucesor comercial de los chips de silicio que, dentro de poco tiempo,
podrían alcanzar su límite físico.
SUS PROPIEDADES
Los nanotubos de carbono (CNTs, por su descripción en inglés) son cilindros huecos formados por una lámina de átomos de carbono.
Tienen propiedades excepcionales, lo que los convierte en un
material semiconductor ideal para la fabricación de transistores, los
interruptores que representan el corazón de la electrónica.
En primer lugar, los CNTs son tan delgados –miles podrían ser
equivalentes al grosor del cabello humano – que necesitan muy poca
energía para apagarse.
HS Philip Wong, otro de los coautores de estudio explica:
“Imagínatelo como si estuvieras parándote sobre la manguera que se usa
para regar un jardín. Mientras más estrecha sea la tubería, más fácil
será detener el flujo del agua”.
Los transistores elaborados con un nanotubo se conocen desde hace 15
años, pero nadie había logrado armar el rompecabezas para crear un
dispositivo computarizado que funcionara.
Siendo así, ¿cómo logró el equipo de Stanford ser exitoso cuando
otros no pudieron? Solucionando dos de las pesadillas que atormentan al
mundo de la computación que utiliza el carbono.
LOS RETOS
Hay que considerar que los CNTs no
están dispuestos en líneas paralelas. “Cuando se intenta alinearlos como
si fueran una galleta de superficie uniforme, lo que obtienes es un
tazón de fideos”, explica Mitra.
El equipo de Stanford construyó chips con CNTs que están alineados
casi en su totalidad, en 99,5%, y diseñó un algoritmo que permite obviar
el 0,5% restante, que tiene elementos que están torcidos.
También eliminaron una segunda imperfección, los “CNTs metálicos”,
una pequeña fracción que funciona como conductor de electricidad en vez
de tener las propiedades de un semiconductor que se puede apagar.
Para eliminar esos elementos rebeldes, los investigadores apagaron
los CNTs “buenos” y le inyectaron electricidad a los que quedaban, los
“malos”, hasta que se evaporaron. El resultado es un circuito que
funciona.
El equipo bautizó a su técnica como el “diseño inmune imperfecto”.
¿Su mayor virtud? Ni siquiera es necesario saber dónde están las
imperfecciones.
“Estos son los primeros pasos para sacar a los nanotubos de carbono
de los laboratorios químicos al mundo real”, indicó Supratik Guha,
director del departamento de Ciencias Físicas del Centro de
Investigación Thomas J. Watson, de IBM.
FUTURO PROMETEDOR
Pero digamos que
Intel
o alguna otra compañía fabricante de chips dijera: “Quiero mil millones
de unidades de esa pieza”. ¿El diseño de Cedric podría replicarse en
cantidades industriales?
En principio, si. “No hay ningún impedimento. Si los esfuerzos
investigativos se centran en desarrollar una versión de esta computadora
que tenga 64 bits y 20 nanómetros, muy pronto podríamos estar
utilizándola”, asegura Franz Kreupl, de la Universidad Técnica de
Munich, en Alemania.
Disminuir el tamaño de los transistores es el próximo reto del grupo
de investigadores de Stanford. Con un ancho de 8 micrones (8.000
nanómetros), estas piezas son mucho más rápidas que los chips de silicio
que existen en la actualidad.
Puede que se necesiten unos años para lograr este objetivo, pero se trata sencillamente de una cuestión de tiempo.
“No hay barreras tecnológicas. En lo que respecta al tamaño, IBM ya
ha probado un transistor CNT de 9 nanómetros. Y en cuanto a la
elaboración, nuestro diseño es compatible con los procesos de
fabricación que existen en la actualidad”, comenta Shulaker.
“Así que los millones de dólares invertidos en silicio –prosigue- no se han desperdiciado, ya que pueden usarse para CNTs”.
Durante 40 años predijimos el fin de la era del silicio. Quizás ahora, está a la vista.
