Investigación publicada el miércoles, en Informes científicos de la naturaleza establece un mapa teórico para utilizar material ferroeléctrico para procesar información utilizando lógica multivalor, un salto más allá de los simples y ceros que componen nuestros sistemas informáticos actuales que podrían permitirnos procesar información de manera mucho más eficiente.

El lenguaje de las computadoras está escrito en solo dos símbolos:unos y ceros, es decir, sí o no. Pero nos espera un mundo de posibilidades más ricas si pudiéramos expandirnos a tres o más valores, para que el mismo conmutador físico pudiera codificar mucha más información.

"Más importante, esta novedosa unidad lógica permitirá el procesamiento de información utilizando no solo "sí" y "no", sino también operaciones de "sí o no" o "tal vez", "dijo Valerii Vinokur, científico de materiales y miembro distinguido del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. y autor correspondiente del artículo, junto con Laurent Baudry de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Lille e Igor Lukyanchuk de la Universidad de Picardie Jules Verne.

Esta es la forma en que operan nuestros cerebros, y son algo del orden de un millón de veces más eficientes que las mejores computadoras que hemos logrado construir, mientras consumen órdenes de magnitud menos de energía.

"Nuestros cerebros procesan mucha más información, pero si nuestras sinapsis se construyeran como nuestras computadoras actuales, el cerebro no solo herviría sino que se evaporaría de la energía que usa, "Dijo Vinokur.

Si bien las ventajas de este tipo de computación, llamada lógica multivalor, se conocen desde hace mucho tiempo, el problema es que no hemos descubierto un sistema material que pueda implementarlo. Ahora, los transistores solo pueden funcionar como "on" o "off, "por lo que este nuevo sistema tendría que encontrar una nueva forma de mantener constantemente más estados, además de ser fácil de leer y escribir y, idealmente, trabajar a temperatura ambiente.

De ahí el interés de Vinokur y del equipo en los ferroeléctricos, una clase de materiales cuya polarización se puede controlar con campos eléctricos. Como los ferroeléctricos cambian físicamente de forma cuando cambia la polarización, son muy útiles en sensores y otros dispositivos, como las máquinas de ultrasonido médico. Los científicos están muy interesados ​​en aprovechar estas propiedades para la memoria de la computadora y otras aplicaciones; pero la teoría detrás de su comportamiento aún está emergiendo.

El nuevo artículo presenta una receta mediante la cual podríamos aprovechar las propiedades de películas muy delgadas de una clase particular de material ferroeléctrico llamado perovskitas.

Según los cálculos, las películas de perovskita pueden contener dos, Tres, o incluso cuatro posiciones de polarización que son energéticamente estables, "para que puedan 'hacer clic' en su lugar, y así proporcionar una plataforma estable para codificar información, "Dijo Vinokur.

El equipo calculó estas configuraciones estables y cómo manipular la polarización para moverla entre posiciones estables utilizando campos eléctricos. Vinokur dijo.

"Cuando nos damos cuenta de esto en un dispositivo, aumentará enormemente la eficiencia de las unidades de memoria y los procesadores, ", Dijo Vinokur." Esto ofrece un paso significativo hacia la realización de la llamada computación neuromórfica, que se esfuerza por modelar el cerebro humano ".

Vinokur dijo que el equipo está trabajando con experimentadores para aplicar los principios para crear un sistema de trabajo.

El estudio, titulado "Celda de memoria multibit protegida por simetría ferroeléctrica, "fue publicado el 8 de febrero.