Aunque las grandes compañías tecnológicas están centradas en el desarrollo de la inteligencia artificial, no pierden de vista la computación cuántica, ya que las ayudaría muchísimo a mejorar sus modelos de lenguaje grande como ChatGPT, Claude, Gemini o Copilot, motivo por el que Google y Microsoft ya tienen sus propios e innovadores chips.

Y es que los procesadores actuales no dan «más de sí». Mientras que el software avanza a pasos agigantados, los transistores tradicionales de silicio han tocado techo; su velocidad de conmutación es limitada por los materiales físicos y la resistencia eléctrica de los que dependen.

Para abordar el problema, un equipo de investigadores de la Universidad de Arizona (Estados Unidos) junto con colaboradores internacionales ha desarrollado un transistor alimentado por luz utilizando grafeno. Este material ultraligero es 200 veces más resistente que el acero, permite conducir la electricidad y el calor de forma eficiente, doblarse sin romperse y transmitir la luz. Así han conseguido velocidades de procesamiento un millón de veces más rápido que los chips actuales.

“El transistor cuántico más rápido del mundo”

Aprovechando un fenómeno cuántico conocido como efecto túnel (una partícula viola los principios de la mecánica clásica penetrando una barrera de potencial o impedancia mayor que la energía cinética de la propia partícula), los investigadores observaron que los electrones superaban las barreras físicas sin demora. De este modo, se ha demostrado cómo la luz láser interactúa con el grafeno modificado para generar un movimiento casi instantáneo.

La estructura atómica del grafeno suele neutralizar estas corrientes eléctricas, pero el equipo descubrió que al aplicar una capa especial de silicio y un láser sincronizado con precisión al material, un solo electrón se tunelizó y pudo rastrearse en tiempo real. Mohammed Hassan , profesor asociado de física y ciencias ópticas, dijo que este tipo de resultado sorprendente es lo que hace que la ciencia sea emocionante:

Al entrar al laboratorio, siempre anticipas lo que sucederá, pero la verdadera belleza de la ciencia reside en los pequeños detalles que ocurren, que te impulsan a investigar más. Una vez nos dimos cuenta de que habíamos logrado este efecto túnel, tuvimos que investigar más

El equipo, para capturar y controlar el efecto, usó un fototransistor de grafeno disponible comercialmente, el cual modificaron para añadir una capa de silicio. Una conmutación láser a una velocidad de 638 attosegundos permitió que el transistor funcionara a velocidades de petahercios, convirtiéndolo en el más rápido jamás construido.

Un transistor actúa como un interruptor o amplificador electrónico. Esta nueva versión, impulsada por luz en lugar de voltaje, abre un mundo de posibilidades. Hassan lo llamó “el transistor cuántico de petahercios más rápido del mundo”. Un gran avance que ayudará a que el hardware se ponga al día con el software, pues es extremadamente necesario.

“El ritmo del desarrollo de hardware no es tan rápido. Sin embargo, apoyándonos en el descubrimiento de las computadoras cuánticas, podemos desarrollar hardware que esté a la altura de la revolución actual en el software de tecnologías de la información”, comentó Hassan.