Solo se requiere una molécula para lograr una conmutación

Por primera vez, un equipo de investigación internacional ha demostrado un conmutador a partir de una única molécula denominada «fullereno». El grupo de investigadores, que ha contado con el apoyo parcial del proyecto financiado con fondos europeos PETACom, logró utilizar fullereno para conmutar la trayectoria de un electrón entrante de tal manera que podían predecirla. Su investigación se publicó en la revista «Physical Review Letters».

Sin embargo, ¿cuál es su aplicación en el mundo real? Según se describe en la nota de prensa publicada por la Universidad de Tokio (Japón), el proceso de conmutación —con la ayuda de un pulso láser minuciosamente adaptado— puede ser entre tres y seis órdenes de magnitud más rápido que los conmutadores de los microchips. La velocidad real depende del pulso láser utilizado. Ello significa que, si los conmutadores de red actuales se sustituyeran por conmutadores de fullereno, se podrían crear ordenadores con capacidades muy superiores a las que ofrecen los transistores electrónicos. También podría permitir crear dispositivos de imagen microscópica con niveles de resolución inéditos.«Hemos conseguido controlar la forma en que una molécula orienta la trayectoria de un electrón entrante mediante un pulso muy corto de luz láser roja», afirma el doctor Hirofumi Yanagisawa, autor principal del estudio y miembro del Instituto de Física del Estado Sólido de la Universidad de Tokio, en la nota de prensa. «En función del pulso de luz, el electrón puede seguir su trayectoria predeterminada o redirigirse de forma predecible. Es un poco como los puntos de conmutación de una vía de tren o un transistor electrónico, aunque mucho más rápido. Consideramos que podemos alcanzar una velocidad de conmutación un millón de veces superior a un transistor convencional. Y eso podría reflejarse en un rendimiento informático real. Sin embargo, también resulta importante que, si podemos adaptar el láser para que la molécula de fullereno conmute de varias formas al mismo tiempo, sería como tener varios transistores microscópicos en una única molécula. Eso podría elevar la complejidad de un sistema sin aumentar su tamaño físico».

La molécula de fullereno es una serie de átomos de carbono que constituyen una esfera. Los fullerenos, cuando se colocan sobre un punto metálico, se orientan de una forma particular que les permite dirigir los electrones de forma predecible. Los pulsos láser emitidos a cuatrillonésimas o incluso quintillonésimas de segundo hacia las moléculas de fullereno provocan la emisión de electrones.

«Esta técnica se parece a la forma en que un microscopio de emisión de fotoelectrones produce imágenes», explica Yanagisawa. «Sin embargo, en el mejor de los casos pueden alcanzar resoluciones en torno a los diez nanómetros, es decir, diez milmillonésimas partes de un metro. Nuestro conmutador de fullereno mejora dicho rendimiento y permite resoluciones de unos trescientos picómetros, o trescientas milbillonésimas partes de un metro».

Los resultados obtenidos con el apoyo del proyecto PETACom (Petahertz Quantum Optoelectronic Communication) allanan el camino para conseguir conmutadores que realicen tareas de cálculo de manera mucho más rápida que los microchips actuales. No obstante, todavía quedan muchos obstáculos por superar antes de que veamos la tecnología basada en conmutadores de fullereno en nuestros dispositivos informáticos.

Para más información, consulte:

Sitio web del proyecto PETACom