Científicos de la Universidad de Tohoku en Japón han desarrollado una descripción matemática de lo que sucede dentro de pequeños imanes a medida que fluctúan entre estados cuando se les aplica una corriente eléctrica y un campo magnético. Sus hallazgos, publicados en la revista Nature Communications , podría actuar como la base para diseñar computadoras más avanzadas que puedan cuantificar la incertidumbre al interpretar datos complejos.

Las computadoras clásicas nos han llevado hasta aquí, pero hay algunos problemas que no pueden abordar de manera eficiente. Los científicos han estado trabajando para abordar esto mediante la ingeniería de computadoras que pueden utilizar las leyes de la física cuántica para reconocer patrones en problemas complejos. Pero estas llamadas computadoras cuánticas aún se encuentran en sus primeras etapas de desarrollo y son extremadamente sensibles a su entorno, por lo que requieren temperaturas extremadamente bajas para funcionar.

Ahora, los científicos están buscando algo diferente:un concepto llamado computación probabilística. Este tipo de computadora, que podría funcionar a temperatura ambiente, sería capaz de inferir respuestas potenciales a partir de entradas complejas. Un ejemplo simplista de este tipo de problema sería inferir información sobre una persona observando su comportamiento de compra. En lugar de que la computadora brinde un resultado único y discreto, selecciona patrones y ofrece una buena suposición de cuál podría ser el resultado.

Podría haber varias formas de construir una computadora de este tipo, pero algunos científicos están investigando el uso de dispositivos llamados uniones de túnel magnético. Estos están hechos de dos capas de metal magnético separadas por un aislante ultrafino. Cuando estos dispositivos nanomagnéticos se activan térmicamente bajo una corriente eléctrica y un campo magnético, los electrones atraviesan la capa aislante. Dependiendo de su giro, pueden causar cambios o fluctuaciones dentro de los imanes. Estas fluctuaciones, llamadas p-bits, que son la alternativa a los bits de encendido/apagado o 0/1 de los que todos hemos oído hablar en las computadoras clásicas, podrían formar la base de la computación probabilística. Pero para diseñar computadoras probabilísticas, los científicos deben ser capaces de describir la física que ocurre dentro de las uniones de túneles magnéticos.

Esto es precisamente lo que han logrado Shun Kanai, profesor del Instituto de Investigación de Comunicación Eléctrica de la Universidad de Tohoku, y sus colegas.

"Hemos aclarado experimentalmente el 'exponente de conmutación' que gobierna la fluctuación bajo las perturbaciones causadas por el campo magnético y el par de transferencia de espín en las uniones del túnel magnético", dice Kanai. "Esto nos brinda la base matemática para implementar uniones de túneles magnéticos en el bit p para diseñar computadoras probabilísticas sofisticadas. Nuestro trabajo también ha demostrado que estos dispositivos se pueden usar para investigar la física inexplorada relacionada con los fenómenos activados térmicamente". + Explora más

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