Una colaboración de investigación dirigida por el Departamento de Física de la Universidad de York ha creado un software de código abierto para ayudar en la creación de materiales cuánticos que, a su vez, podrían aumentar enormemente la potencia informática mundial.

En todo el mundo, el mayor uso de los centros de datos y la computación en la nube están consumiendo cantidades cada vez mayores de energía; los materiales cuánticos podrían ayudar a abordar este problema. dicen los investigadores.

Los materiales cuánticos, materiales que explotan los efectos cuánticos no convencionales que surgen del comportamiento colectivo de los electrones, podrían realizar tareas que antes se creían imposibles. como recolectar energía del espectro solar completo o procesar grandes cantidades de datos con baja disipación de calor.

El diseño de materiales cuánticos capaces de ofrecer una potencia informática intensa está guiado por sofisticados programas informáticos capaces de predecir cómo se comportan los materiales cuando se "excitan" con corrientes y señales luminosas.

El modelado computacional ahora ha dado un 'salto cuántico' con el anuncio de la iniciativa Quantum KITE, un conjunto de códigos informáticos de código abierto desarrollados por investigadores en Brasil, la UE y la Universidad de York. KITE es capaz de simular materiales realistas con un número de átomos sin precedentes, lo que lo hace ideal para crear y optimizar materiales cuánticos para una variedad de aplicaciones de energía y computación.

Dr. Aires Ferreira, un investigador y profesor asociado de física de la Royal Society University, quien dirige el grupo de investigación de la Universidad de York, dijo:

“Nuestro enfoque utiliza una nueva clase de algoritmos de simulación cuántica para ayudar a predecir y adaptar las propiedades de los materiales para una amplia gama de aplicaciones que van desde células solares hasta transistores de baja potencia.

"La primera versión gratuita, El código KITE de código abierto ya demuestra capacidades muy alentadoras en la estructura electrónica y la simulación de materiales a nivel de dispositivo.

"La capacidad de KITE para lidiar con miles de millones de orbitales atómicos, que hasta donde sabemos no tiene precedentes en ninguna área de la ciencia cuántica, tiene el potencial de abrir nuevas fronteras en la física de la materia condensada y el modelado computacional de materiales ".

Uno de los aspectos clave de KITE es su flexibilidad para simular materiales realistas, con diferentes tipos de falta de homogeneidad e imperfecciones.

Dra. Tatiana Rappoport de la Universidad Federal de Río de Janeiro en Brasil, dijo:

"Este software de código abierto es nuestro compromiso para ayudar a eliminar las barreras a las simulaciones cuánticas realistas y promover una cultura científica abierta. Nuestro código tiene varias innovaciones, incluyendo el enfoque de 'célula desordenada' para simular imperfecciones dentro de arreglos periódicos de átomos y un esquema eficiente para lidiar con cálculos intensivos de RAM que pueden ser útiles para otras comunidades científicas e industrias ".

Lea el trabajo de investigación en Ciencia Abierta de la Royal Society .