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(Noticias de Nanowerk) Científicos de la Universidad de Tohoku en Japón han desarrollado una descripción matemática de lo que sucede dentro de diminutos imanes a medida que oscilan entre estados cuando se les aplica una corriente eléctrica y un campo magnético. Sus resultados, publicados en la revista comunicación de la naturaleza («Bifurcaiton local con el par de transferencia de espín en uniones de túneles superparamagnéticos»), podría servir como base para el desarrollo de computadoras más avanzadas capaces de cuantificar incertidumbres mientras interpretan datos complejos.
![dispositivo de unión de túnel superparamagnético](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id61371_1.jpg)
Las computadoras clásicas nos han llevado hasta aquí, pero hay algunos problemas que no pueden resolver de manera eficiente. Los científicos han trabajado para abordar esto mediante el desarrollo de computadoras que pueden usar las leyes de la física cuántica para reconocer patrones en problemas complejos. Sin embargo, estas llamadas computadoras cuánticas aún se encuentran en las 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 otra cosa: un concepto llamado computación probabilística. Este tipo de computadora, que podría funcionar a temperatura ambiente, podría obtener posibles respuestas a partir de entradas complejas. Un ejemplo simplificado de este tipo de problema sería obtener información sobre un individuo observando su comportamiento de compra. En lugar de que la computadora proporcione un resultado único y discreto, reconoce patrones y proporciona una buena estimación 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 consisten en dos capas de metal magnético separadas por un aislante ultrafino (Fig. 1). 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 bits p, 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 los cálculos de probabilidad. Pero para construir computadoras probabilísticas, los científicos deben ser capaces de describir la física que ocurre en las uniones de túneles magnéticos.
Eso es exactamente lo que han logrado Shun Kanai, profesor del Instituto de Investigación de Comunicaciones Eléctricas de la Universidad de Tohoku, y sus colegas.
«Aclaramos experimentalmente el ‘exponente de conmutación’ que gobierna la fluctuación bajo las perturbaciones inducidas por los campos magnéticos y los pares de transferencia de espín en las uniones del túnel magnético», dice Kanai. «Esto nos da 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 utilizar para estudiar física inexplorada relacionada con fenómenos activados térmicamente”.
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