Las computadoras modernas se basan en circuitos lógicos que utilizan transistores semiconductores. Para aumentar la potencia informática, se requieren transistores más pequeños. La ley de Moore establece que la cantidad de transistores que pueden caber en un circuito integrado debería duplicarse cada dos años debido al escalado. Pero a medida que los transistores alcanzan dimensiones atómicas, lograr esta hazaña es cada vez más difícil. Entre los desafíos más importantes se encuentra la disipación de calor de los circuitos creados con la tecnología de semiconductores estándar actual, semiconductor complementario de óxido de metal (CMOS), que emiten más calor a medida que se agregan más transistores. Esto hace que CMOS sea incapaz de soportar las computadoras del futuro.

Por lo tanto, los ingenieros están buscando alternativas a CMOS que permitan circuitos lógicos de computadora altamente eficientes que generen mucho menos calor. Los investigadores de la Universidad Northwestern pueden haber encontrado una solución:una familia de circuitos lógicos completamente nueva basada en dispositivos semiconductores magnéticos. El avance podría conducir a circuitos lógicos hasta 1 millón de veces más eficientes energéticamente que los actuales.

A diferencia de los circuitos integrados tradicionales, que consisten en una colección de transistores en miniatura que operan en una sola pieza de semiconductor, los llamados "circuitos lógicos de espín" utilizan el fenómeno de la física cuántica del espín, una propiedad fundamental del electrón.

"Lo que hemos desarrollado es un dispositivo que se puede configurar en un circuito lógico que es capaz de realizar toda la lógica booleana necesaria y se puede conectar en cascada para desarrollar unidades funcionales sofisticadas, "dijo Bruce W. Wessels, Walter P. Murphy Profesor de Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas McCormick de Northwestern y uno de los autores del artículo. "Estamos utilizando dispositivos lógicos 'espintrónicos' para realizar con éxito las mismas operaciones que los circuitos CMOS convencionales, pero con menos dispositivos y más potencia de cálculo".

Los circuitos lógicos de espín se crean con transistores de espín bipolares magnetorresistivos, patentado recientemente por los investigadores.

Un artículo que describe los hallazgos, "Lógica de transistor espín acoplado a emisor, "se presentó el 5 de julio en el Simposio internacional sobre arquitecturas a nanoescala celebrado en los Países Bajos. Otros autores de Northwestern incluyen al estudiante graduado Joseph Friedman, el autor principal del artículo; Gokhan Memik, profesor asociado de ingeniería eléctrica e informática; y Alan Sahakian, profesor de ingeniería eléctrica e informática.

La nueva familia lógica, que aprovecha las propiedades magnéticas asociadas con el espín del electrón, podría resultar en una computadora 1 millón de veces más eficiente en el consumo de energía que las del mercado actual. Si bien ese logro es optimista y podría tardar una década en concretarse, "Creemos que esto es potencialmente innovador, "Dijo Friedman.