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Científicos de Stanford están creando la primera computadora de nanotubos de carbono del mundo

Las computadoras del futuro podrían ser incluso más pequeñas, más rápidas y más eficientes, todo lo cual eliminaría incluso el material que actualmente contiene el núcleo.

En un avance basado en trabajos previos de varias instituciones, incluida IBM, un equipo de ingenieros eléctricos de la Universidad de Stanford anunció hoy la creación de la primera computadora basada en nanotubos de carbono. Los nanotubos se utilizan para crear un nuevo tipo de transistor, que no se basa en el silicio convencional. «Este es el complejo electrónico más complejo jamás construido con nanotubos de carbono», dijo Max Shulaker, coautor del anuncio de progreso, que se publica en La naturaleza. «Ha habido mucha publicidad en esta área, pero la gente no estaba realmente segura de si podrías usarlos de una manera práctica como esta».

Mayor velocidad y eficiencia energética

Los nanotubos de carbono o CNT son cilindros infinitesimalmente pequeños hechos de láminas de átomos de carbono. Cuando se organizan en transistores, los nanotubos son lo suficientemente pequeños como para que los ingenieros puedan montar más de ellos en un solo chip en comparación con los transistores de silicio. Su tamaño, combinado con otras propiedades de los nanotubos, incluida la alta conductividad y la rápida capacidad de arranque y parada, significaría una mayor velocidad y eficiencia energética. Esto es especialmente importante dadas las limitaciones inherentes de los transistores basados ​​en silicio: los investigadores han duplicado la cantidad de transistores en un chip aproximadamente cada dos años (un proceso conocido como Ley de Moore), pero este progreso llegará al final en décadas.

«Cuando un chip tiene miles de millones de transistores, ese 2% se convierte en un gran problema».

La computadora que construyen Shulaker y sus colegas es extremadamente simple: contiene solo 178 transistores y ejecuta un sistema operativo rudimentario que le permite completar las tareas de numeración y clasificación (así como la capacidad de cambiar entre las dos). Sin embargo, tomó años llegar a este punto y requirió que los investigadores superaran dos desafíos abrumadores. Los nanotubos de carbono tienden a autoensamblarse de manera impredecible, y ese proceso de ensamblaje también da algunos nanotubos con propiedades metálicas, lo que provocará un cortocircuito en un transistor. «Tuvimos que trabajar duro para que estos nanotubos se alinearan de la manera que queríamos y fueran perfectamente confiables», dijo Shulaker. «Ni siquiera el 98% es lo suficientemente bueno; cuando un chip tiene miles de millones de transistores, ese 2% se convierte en un gran problema».

Para superar estos desafíos, el equipo de Stanford utilizó lo que llamaron «un diseño imperfecto para las imperfecciones». El enfoque utiliza esencialmente electricidad para vaporizar los nanotubos metálicos durante el proceso de fabricación y se basa en un algoritmo para crear modelos de circuitos que funcionan a pesar de cualquier desalineación de los nanotubos. Según Shulaker, los métodos podrían ampliarse para respaldar la fabricación industrial de transistores de nanotubos de carbono en el futuro. «No se puede esperar hacer estos transistores uno por uno», dijo. «Creo que eso demuestra que podemos empezar a competir con el silicio».

«Tal vez algún día Silicon Valley se convierta en Carbon Valley».

A pesar del emocionante progreso, Shulaker también es realista acerca de las perspectivas electrónicas que se ejecutarán pronto con nanotubos de carbono. Se necesitará más investigación para obtener computadoras basadas en CNT más sofisticadas, y los nanotubos son solo una de las pocas tecnologías emergentes con el potencial de reemplazar al silicio. Sin mencionar que cualquier interrupción importante en la industria electrónica basada en silicio sería un desafío formidable. «Sería ingenuo si creyera que un buen día, la industria se despertará y tirará el silicio por la ventana», dijo. «Pero me gusta pensar que tal vez algún día Silicon Valley se convierta en Carbon Valley».

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