Nuevo chip usa luz para almacenar datos de forma permanente

Investigadores de la Universidad de Oxford en conjunto con la Universidad de Münster logran almacenar datos de forma permanente y no volátil usando luz.

La ley de Moore se ha estado tambaleando estos últimos años debido a que estamos llegando a los límites de los materiales existentes, por lo que los investigadores han ido buscando alternativas a la computación clásica. Así, han surgido numerosas propuestas para mejorar la velocidad de cómputo, aunque algunos apuestan directamente por la computación cuántica, que sería la evolución necesaria para poder mantener la ley de Moore.

Mientras este camino, que aún se ve largo, se pavimenta, los investigadores buscan alternativas con los materiales existentes. Así es como un equipo de científicos de materiales de varias universidades, incluyendo Oxford, Münster y Exeter, han desarrollado una forma de almacenar permanentemente la información en un chip usando solo luz.

La principal barrera para esta tecnología y el principal reto de los investigadores habría sido conservar los datos de forma permanente en ausencia de energía, puesto que una vez que se cortaba el suministro de energía, los datos eran destruidos. Por esto, usar tecnología de luz para dispositivos como memorias flash o SSD's era impensable.

Estos investigadores han logrado generar la primera memoria de luz no volátil del mundo usando un material de cambio de fase llamado Ge2Sb2Te5 (GST), que es el mismo que se usa actualmente en los CD's y DVD's para almacenar los datos. Este material puede asumir un estado amorfo como cristal o vidrio o inclusive metálico, usando pulsos ópticos o eléctricos.

En un artículo publicado en Nature Photonics, los investigadores describen el dispositivo que han creado, que utiliza una pequeña sección de GST en tope de una cadena de nitruro de silicio, el cual es un conocido guía de ondas para llevar a la luz.

El equipo ha demostrado que los pulsos de luz intensa se ha enviado a través de la guía de ondas pueden cambiar con cuidado el estado de la GST. Un impulso de intensa hace que se funda momentáneamente y enfriar rápidamente, causando que asumir una estructura amorfa; un pulso ligeramente menos intensa puede ponerlo en un estado cristalino. Más tarde, cuando la luz con una intensidad mucho más baja se envía a través de la guía de ondas, la diferencia en el estado de la GST afecta a la cantidad de luz transmitida. El equipo puede medir esa diferencia para identificar su estado ya su vez leer la presencia de información en el dispositivo como un 1 o 0.

Mediante el envío de diferentes longitudes de onda de luz a través de la guía de ondas al mismo tiempo, una técnica denominada multiplexación de longitud de onda, el equipo también demostró que podían utilizar un único pulso para leer y escribir al mismo tiempo en la memoria.

Los investigadores también han encontrado que diferentes intensidades de pulsos fuertes pueden crear, repetidamente y con precisión, diferentes mezclas de estructura amorfa y cristalina dentro de la GST. Cuando los pulsos de baja intensidad fueron enviados a través de la guía de onda para leer el contenido del dispositivo, también fueron capaces de detectar las diferencias sutiles en luz transmitida, lo que les permite escribir de forma fiable y leer ocho niveles diferentes de estado de composición de totalmente cristalina completamente amorfo. Esta capacidad multi-estado podría proporcionar unidades de memoria con más que información binaria habitual de 0 y 1, lo que permite que un solo bit de memoria pueda almacenar varios estados o incluso realizar cálculos en sí mismos en lugar de ser realizados por el procesador.

Aunque suena prometedora esta tecnología, aún se encuentra en pañales, y para su uso se requiere de la creación de un "puente" para que esta tecnología y la tecnología clásica de pulsos eléctricos puedan entenderse. Los investigadores se encuentran trabajando en este puente en este momento, por lo que es posible que llegue antes de lo esperado, o por lo menos, antes que la computación cuántica, que le ha dado reales dolores de cabeza a los científicos.

Fuente: Kit.edu