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  • La última tecnología ecológica:creación de computadoras que usan 10, 000 veces menos energía

    Robert Wolkow y Taleana Huff de la Universidad de Alberta están modelando e imaginando circuitos electrónicos a nivel atómico. Crédito:John Ulan para la Universidad de Alberta

    Imagínese modelar y visualizar silicio a nivel atómico, Algo lo cual, si se hace con éxito, revolucionará la industria de la computación cuántica y clásica. Un equipo de científicos en Edmonton, Canadá ha hecho precisamente eso, dirigido por un físico de renombre mundial y su protegido prometedor.

    La estudiante de doctorado de la Universidad de Alberta, Taleana Huff, se asoció con su supervisor Robert Wolkow para canalizar una técnica llamada microscopía de fuerza atómica, o AFM, para crear patrones e imágenes de circuitos electrónicos a nivel atómico. Esta es la primera vez que se aplica esta poderosa técnica a la fabricación e imagen a escala atómica de una superficie de silicio. notoriamente difícil porque el acto de aplicar la técnica corre el riesgo de dañar el silicio. Sin embargo, la recompensa vale la pena el riesgo, porque este nivel de control podría estimular la revolución de la industria tecnológica.

    "Es una especie de braille, "explica Huff." Se acerca la punta atómicamente afilada a la superficie de la muestra para simplemente sentir los átomos utilizando las fuerzas que existen naturalmente entre todos los materiales ".

    Uno de los problemas de trabajar a escala atómica es el riesgo de perturbar lo que está midiendo por el acto de medirlo. Suspiro, Wolkow, y sus colaboradores de investigación han superado en gran medida esos problemas y, como resultado, ahora pueden construir moviendo átomos individuales:lo más importante, esas estructuras definidas atómicamente dan como resultado un nuevo nivel de control sobre electrones individuales.

    Esta es la primera vez que se ha demostrado que la poderosa técnica AFM no solo ve los átomos de silicio sino también los enlaces electrónicos entre esos átomos. Un aspecto fundamental de la técnica es un nuevo y poderoso enfoque computacional que analiza y verifica la identidad de los átomos y enlaces que se ven en las imágenes. “No podríamos haber realizado estos nuevos y exigentes cálculos sin el apoyo de Compute Canada. Este enfoque combinado de cálculo y medición logra crear una base para una generación completamente nueva de arquitecturas de computación clásica y cuántica, "dice Wolkow.

    Él tiene su mirada a largo plazo puesta en hacer circuitos basados ​​en silicio ultrarrápidos y de ultra baja potencia, consumiendo potencialmente diez mil veces menos energía que la que hay en el mercado.

    "Imagine que, en lugar de que la batería de su teléfono dure un día, podría durar semanas seguidas, porque solo estás usando un par de electrones por patrón computacional, "dice Huff, quien explica que la precisión del trabajo permitirá que el grupo y los posibles inversores de la industria modelen geométricamente los átomos para crear casi cualquier tipo de estructura lógica imaginable.

    Este trabajo práctico fue exactamente lo que atrajo al autodenominado canadiense de nacimiento estadounidense por personalidad a la física de la materia condensada en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Alberta. Después de un trabajo de licenciatura en astrofísica y una pasantía en la NASA, Huff sintió la necesidad de volverse más tangible con su trabajo de posgrado. (Con pasatiempos que incluyen levantamiento de pesas y restauración de motocicletas, ella viene por el deseo de tangibilidad con toda sinceridad.) "Quería algo que pudiera tocar, algo que iba a ser un producto físico con el que podría trabajar de inmediato, "dice Huff.

    Y en términos de con quién quería trabajar, ella fue directo a la cima, buscando a Wolkow, renombrado en todo el mundo por su trabajo con puntos cuánticos, lazos colgantes, y el trabajo de impulso de la industria en la ciencia a escala atómica. "Tiene tanta pasión y convicción por lo que hace, ", continúa." Con Bob, es como, 'vamos a cambiar el mundo'. Encuentro eso realmente inspirador "dice Huff.

    "Taleana tiene la pasión y el impulso para hacer cosas muy desafiantes. Ahora tiene conocimientos y habilidades que son verdaderamente únicas en el mundo, lo que nos brinda una gran ventaja en el campo". "dice Wolkow." Solo tenemos que trabajar en su gusto por la música, ", agrega entre risas.

    Los últimos hallazgos de la investigación del grupo, "Posible observación del contraste de enlaces químicos en imágenes AFM de una superficie de silicio terminada en hidrógeno" se publicaron el 13 de febrero de 2017 edición de Comunicaciones de la naturaleza .


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