Los ordenadores actuales engullen una gran cantidad s de la electricidad, lo que hace temer el impacto climático de la tecnología. Un avance en la electrónica superconductora podría reducir significativamente la factura de la luz, al tiempo que haría que los ordenadores fueran mucho más rápidos.

El fenómeno de la superconductividad fue descubierto en 1911 por el físico holandés Kamerlingh Onnes y se refiere a un estado en el que la corriente eléctrica pasa a través de un material con resistencia cero. Sin embargo, sólo unos pocos materiales presentan esta propiedad y normalmente sólo si se enfrían a temperaturas increíblemente bajas.

Sin embargo, el fenómeno tiene una gran cantidad de aplicaciones prácticas y es un ingrediente crucial en todo, desde los escáneres de resonancia magnética hasta los reactores de fusión. También ha llamado la atención de los informáticos, que creen que no sólo podría reducir la factura energética de las granjas de servidores y los superordenadores, sino también permitirles funcionar mucho más rápido que los sistemas actuales basados en semiconductores.

El problema es que los superconductores son víctimas de su propio éxito. Un requisito fundamental en la mayoría de la electrónica moderna es la capacidad de hacer que la corriente fluya en una dirección pero no en la otra. La ausencia total de resistencia de los superconductores significa que esto es imposible, lo que dificulta la creación de circuitos eficaces a partir de ellos.

Sin embargo, un nuevo componente superconductor diseñado por un equipo internacional de investigadores podría cambiar pronto esta situación. El equipo ha creado lo que llaman un Diodo Josephson, que es superconductor cuando la corriente fluye a través de él en una dirección y ofrece resistencia cuando fluye en la otra.

« Una tecnología que hasta ahora sólo era posible con semiconductores puede ahora hacerse con superconductores utilizando este bloque de construcción», dijo Mazhar Ali, de la Universidad Técnica de Delft (Países Bajos), que dirige la investigación. ch, dijo en un comunicado de prensa . «Si los 2 El siglo XX fue el siglo de los semiconductores, el XXI puede convertirse en el siglo de los superconductores».

El nombre proviene del efecto Josephson, que describe un fenómeno cuántico por el que fluye una corriente entre dos superconductores separados por una fina capa aislante, incluso si no se aplica tensión al sistema. Estos dispositivos se conocen como Juntas de Josephson y son un componente crítico tanto en los sensores cuánticos como en los ordenadores cuánticos que utilizan qubits superconductores.

La innovación de los investigadores consistió en sustituir la capa aislante de una unión Josephson por un material cuántico 2D con propiedades inusuales. El resultado es que cuando se aplica una corriente al dispositivo en una dirección es superconductor, pero cuando la corriente va en la dirección opuesta no lo es. Describen la nueva desviación ce en un papel en Naturaleza .

Otro investigador s had previously managed to get a superconducting current to flow in one direction by applying powerful magnetic fields. But these are difficult to apply precisely and are impractical for use inside miniaturized electronic circuits. The new device, on the other hand, could open the door to all kinds of use cases. “You could imagine very cool device applications at low temperatures,” Anand Bhattacharya, a physicist at Argonne National Laboratory, le dijo a Ciencia popular .

En teoría, el dispositivo podría permitir crear ordenadores a partir de circuitos superconductores, que consumirían mucha menos energía que los convencionales. a la falta de resistencia. Además, Ali afirma que sería posible crear procesadores que funcionen a velocidades de terahercios, entre 300 y 400 veces más rápidos que los chips actuales.

La principal limitación de la mayoría de los superconductores, incluidos los utilizados en este estudio, es que hay que enfriarlos hasta cerca del cero absoluto, lo cual es un proceso difícil y costoso. Así que el siguiente paso del equipo será ver si pueden conseguir el mismo comportamiento con los nuevos superconductores de alta temperatura. Éstos sólo necesitan ser enfriados a una temperatura relativamente baja de -321 grados Fahrenheit. h renheit, que puede lograrse utilizando nitrógeno líquido en lugar de equipos criogénicos más complejos.

También se trata de dispositivos experimentales, por lo que no está claro lo fácil que sería producirlos en masa a la escala necesaria para un chip de ordenador . Pero no deja de ser un avance impresionante que pone por primera vez al alcance de la mano la posibilidad de la superconducción.

Crédito de la imagen: Universidad Tecnológica de Delft