Investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Oxford han hecho un descubrimiento que podría allanar el camino para el próximo gran avance en IA.
El equipo ha creado con éxito remolinos magnéticos «parecidos a huracanes» en hematita, el componente principal del óxido, que potencialmente podrían alimentar procesadores similares a cerebros energéticamente eficientes que funcionan a cientos de Gigahercios.
Estos remolinos magnéticos, capaces de moverse a velocidades asombrosas de hasta kilómetros por segundo, se promocionan como posibles portadores de información para la próxima generación de plataformas informáticas ecológicas y ultrarrápidas.
100-1000 veces más rápido
El estudio, publicado en Materiales de la naturalezasuperó el desafío de producir estos remolinos en materiales que antes eran incompatibles con el silicio, un obstáculo importante en su aplicación práctica.
La investigación fue dirigida por el Dr. Hariom Jani de la Universidad de Oxford, en colaboración con la Universidad Nacional de Singapur y Swiss Light Source. El Dr. Jani cree que la informática basada en silicio, con su alta ineficiencia energética, no es adecuada para la próxima generación de aplicaciones informáticas, como la IA a gran escala y los dispositivos autónomos.
La solución, sugiere, radica en aprovechar los remolinos magnéticos en una clase especial de materiales llamados antiferroimanes, que funcionan entre 100 y 1.000 veces más rápido que los dispositivos modernos.
«Hoy en día, los transistores de silicio utilizan cargas para realizar cálculos, que pueden disiparse tan pronto como se corta el suministro eléctrico. Por lo tanto, tienden a consumir mucha energía y son ineficientes. Además, las computadoras convencionales mantienen el almacenamiento de datos separado del procesamiento de datos. «La información entre ellos consume mucho tiempo y energía, lo que crea un cuello de botella en el rendimiento», nos dijo el Dr. Jani.
«Por otro lado, los remolinos similares a huracanes en materiales antiferromagnéticos son estructuras de espín a nanoescala ‘protegidas’ que son intrínsecamente estables gracias a su bobinado único. Pueden permanecer estables incluso en ausencia de impulsos eléctricos. Además, también albergan ricos y ultra «Dinámica rápida que se puede aprovechar para realizar procesamiento de información no convencional, donde la memoria y las funciones lógicas se pueden unir. En el futuro, estas plataformas podrían usarse para realizar computación similar al cerebro para crear hardware de IA eficiente y rápido».
El equipo logró su avance fabricando membranas cristalinas ultrafinas de hematita, sobre una plantilla de cristal recubierta con una «capa de sacrificio» especial. La capa se disolvió en agua, separando la hematita de la base cristalina, que luego se transfirió al silicio y varias otras plataformas.
Los investigadores también desarrollaron una nueva técnica de imágenes que utiliza rayos X polarizados linealmente para visualizar los patrones magnéticos a nanoescala dentro de estas membranas. La técnica reveló que las capas independientes pueden albergar una robusta familia de remolinos magnéticos, abriendo la puerta al procesamiento de información ultrarrápido.
El equipo ahora está desarrollando prototipos de dispositivos para explotar la dinámica de estos remolinos súper rápidos. El Dr. Jani concluyó: «Eventualmente, estos dispositivos podrían integrarse en nuevos tipos de computadoras que funcionen más como el cerebro humano; estamos muy entusiasmados con lo que vendrá a continuación».
