Las puertas lógicas son los bloques de construcción fundamentales de las computadoras, y los investigadores de la Universidad de Rochester ahora han desarrollado las más rápidas jamás creadas. Al eliminar el grafeno y el oro con pulsos de láser, las nuevas puertas lógicas son un millón de veces más rápidas que las de las computadoras existentes, lo que demuestra la viabilidad de la "electrónica de ondas de luz".
Las puertas lógicas toman dos entradas, las comparan y luego emiten una señal basada en el resultado. Pueden, por ejemplo, generar un 1 si ambas señales entrantes son un 1 o un 0, o si alguna o ninguna de ellas es un 1, entre otras "reglas". Miles de millones de puertas lógicas individuales se integran en chips para crear procesadores, memoria y otros componentes electrónicos.
Sin embargo, las puertas lógicas no funcionan instantáneamente: hay un retraso del orden de nanosegundos mientras procesan las entradas. Eso es lo suficientemente rápido para las computadoras modernas, pero siempre hay espacio para mejorar. Y ahora, las nuevas puertas lógicas del equipo de Rochester los sacan del agua, procesando la información en meros femtosegundos, que son un millón de veces más cortos que los nanosegundos.
Para alcanzar estas velocidades extremas, el equipo hizo uniones que consistían en un cable de grafeno que conectaba dos electrodos de oro. Cuando el grafeno fue eliminado con pares sincronizados de pulsos láser, los electrones en el material fueron excitados, enviándolos hacia uno de los electrodos, generando una corriente eléctrica.
Al ajustar la fase de los pulsos láser, el equipo pudo generar una ráfaga de uno de los dos tipos de portadores de carga, que se sumarían o se cancelarían entre sí: el primero puede considerarse una salida 1 y el último un 0. El resultado final es una puerta lógica ultrarrápida, que marca la primera prueba de concepto de un campo aún teórico conocido como electrónica de ondas de luz.
"Probablemente pasará mucho tiempo antes de que esta técnica pueda usarse en un chip de computadora, pero al menos ahora sabemos que la electrónica de ondas de luz es prácticamente posible", dijo Tobias Boolakee, investigador principal del estudio.
Si este tipo de dispositivos electrónicos de ondas de luz alguna vez llegan al mercado, podrían ser millones de veces más rápidos que las computadoras actuales. Actualmente medimos las velocidades de procesamiento en gigahercios (GHz), pero estas nuevas puertas lógicas funcionan en la escala de petahercios (PHz). Estudios previos han establecido eso como el límite cuántico absoluto de qué tan rápido podrían llegar los sistemas informáticos basados en la luz.
La investigación se publicó en la revista Nature.
Fuente: Universidad de Rochester
