Un equipo de físicos ha desarrollado un circuito superconductor unidireccional, algo que se pensaba era imposible. El descubrimiento podría significar que los circuitos de alta velocidad y bajo desperdicio son factibles, revolucionando la informática. La investigación fue publicada en Nature.  

Los superconductores están hechos con una corriente que pasa a través de un cable sin ninguna resistencia, lo cual hace que el bloqueo de la corriente sea casi imposible. Hacer que la corriente fluya en una sola dirección es un desafío aún más difícil, pero necesario para las computadoras.

“La tecnología que anteriormente solo utilizaba semiconductores, ahora puede fabricarse potencialmente con superconductores utilizando este bloque de construcción”, dijo el profesor Mazhar Ali de la Universidad Tecnológica de Delft.

Uno de los beneficios serán ordenadores más rápidos, como computadoras con una velocidad de hasta terahercios, 300 a 400 veces más rápido que las computadoras actuales. Esto influirá en todo tipo de aplicaciones sociales y tecnológicas. “Si el siglo XX fue el siglo de los semiconductores, el XXI se convertiría en el siglo de los superconductores”, afirmó Ali. 

El trabajo

Los investigadores crearon una red 2D basada en el niobio metálico, la cual crearía una «supercorriente» sin voltaje que podría usarse en la computación cuántica. No obstante, se necesitará más tiempo antes de que esto llegue a la próxima generación de tecnología.  

Materiales como estos deben mantenerse a bajas temperaturas para que sean superconductores. Algunos pueden soportar el calor, es cierto, pero solo lo hacen bajo grandes cantidades de presión.

Lo anterior se debe a que, normalmente, cuando la corriente eléctrica fluye a través de un cable, los electrones enfrentan una resistencia que se convierte en calor. Sin embargo, una vez que alcanza una temperatura demasiado baja, esa resistencia se vuelve funcionalmente nula. Esto puede significar que la corriente fluye a través de un cable para siempre sin disiparse.

“Para granjas de servidores o supercomputadoras, sería inteligente implementar esto. La computación centralizada es realmente cómo funciona el mundo hoy en día”, comenta Ali. Todos y cada uno de los cálculos intensivos se realizan en instalaciones centralizadas donde la localización agrega enormes beneficios en términos de gestión de energía. 

Falta aún

El equipo confía en que han marcado todas las casillas necesarias para presentar un caso sólido sobre su descubrimiento. Aun así, queda un largo camino por recorrer antes de que veamos superconductores en el corazón de la informática de próxima generación.

Por un lado, el fenómeno de la superconductividad ocurre típicamente en materiales enfriados justo por encima del cero absoluto. Y, como ya vimos, otros pueden lidiar con el calor, pero solo si se colocan bajo una cantidad increíble de presión. Lograr eso todavía es un reto. 

Las uniones de Josephson son tiras delgadas de material no superconductor que separan un par de materiales superconductores. Si el material es lo suficientemente delgado, los electrones podrán pasar a través de ellos sin preocuparse por nada.

Aprender cómo las uniones de Josephson basadas en estas nuevas barreras cuánticas funcionan bajo temperaturas y presiones más altas cambiaría las reglas del juego. Conseguiríamos reducir la cantidad de equipo necesario para supercomputadoras increíblemente eficientes.