Construyen el primer nanoprocesador programable

Un grupo de científicos de la Universidad de Harvard, en colaboración con la Corporación MITRE, construyeron el primer nanoprocesador programable del mundo. Al igual que sus equivalentes electrónicos, el pequeño dispositivo puede ser programado para realizar funciones matemáticas y lógicas. Pero a diferencia de los microprocesadores clásicos, estos son capaces de mantener su estado aún en ausencia de energía eléctrica. Se trata de un trabajo que podría generar una nueva rama de la electrónica de consumo.

Todos sabemos que dentro de un microprocesador convencional existen miles de millones de transistores, cada uno formado por una serie de “bloques” de silicio dopado de una u otra forma. Estos transistores permiten o bloquean el paso de la corriente eléctrica, y el conjunto es capaz de efectuar las funciones matemáticas y lógicas más básicas. Pero parece que esta no es la única forma de construir un procesador. Los científicos de la  Universidad de Harvard, en colaboración con colegas de la MITRE Corporation, desarrollaron y construyeron un nanodispositivo capaz de efectuar estas mismas operaciones, aunque a partir de un enfoque completamente diferente, en el que el viejo y querido silicio dopado desempeña un papel secundario. El nanoprocesador, que solo mide unos 30 nanómetros (milmillonésimas de milímetro) de diámetro -unas cinco mil veces más pequeño que el diámetro de un cabello- se construyó montando sobre un sustrato una serie de pequeños nanocircuitos individuales que luego se interconectaron mediante delgados nanocables. El dispositivo puede ser programado electrónicamente y es capaz de desempeñar las clásicas tareas que efectúan los microprocesadores “de toda la vida”.

Charles M. Lieber, un investigador del Department of Chemistry and Chemical Biology y la School of Engineering and Applied Sciences de la Universidad de Harvard que dirigió el trabajo, explica la importancia de este proyecto: “Se trata de un trabajo que representa un salto cuántico en la complejidad y la función de los circuitos construidos a partir del paradigma “bottom-up” (de abajo hacia arriba), que es diferente del sistema constructivo empleado en la fabricación de los circuitos integrados comerciales actuales. Podrá utilizarse para crear nanoprocesadores y otros chips en el futuro”. Uno de los factores que hicieron posible este desarrollo fue un reciente avance en la construcción de nanohilos conductores, que fueron empleados por los diseñadores para interconectar las diferentes piezas de este microscópico rompecabezas.

Los nanoprocesadores como este, cuyo desarrollo aparece en la última edición de la revista Nature, poseen una ventaja frente a sus pares semiconductores: sus “transistores” son no volátiles. ¿Que significa esto? Que cuando se quita la energía eléctrica, estos permanecen en el mismo estado, sin importar el paso del tiempo. De una forma similar a la que trabajan las pantallas -basadas en la llamada e-ink o tinta electrónica- de algunos lectores de libros electrónicos, los nanoprocesadores no requieren de energía para mantener su estado o memoria. Además, su sistema constructivo permite una arquitectura completamente escalable, que permite a los investigadores construir nanoprocesadores más poderosos simplemente agregando piezas al diseño original. Shamik Das, un ingeniero del grupo de nanosistemas de la MITRE  Corporation, dice que “gracias a su pequeño tamaño y a su bajo consumo de energía, estos nuevos procesadores serán los bloques de construcción básicos en los que se basarán las futuras generaciones de sensores y productos electrónicos de consumo”.

El uso de la nanotecnología para construir circuitos no es algo nuevo. Los investigadores han pasado más de 15 años intentando construir algo mas complejo que una unidad de memoria o una compuerta lógica mediante esta tecnología, por lo que este desarrollo representa un gran paso hacia la “nanoinformática”. Por supuesto, aún deberá transcurrir bastante tiempo para que este avance se convierta en un producto de consumo, pero no hay dudas de que este primer nanoprocesador construido en Harvard tendrá un gran valor histórico.