Investigadores de Estados Unidos dieron a conocer un prototipo de chip bautizado M3BOLT, que propone sustituir el conmutado tradicional de transistores por un sistema basado en ondas magnéticas y sonoras para procesar datos. El desarrollo es obra de científicos de la Universidad de Michigan y de la Universidad de Wisconsin–Madison.

El proyecto recibió apoyo financiero de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defense (DARPA), por un monto que podría alcanzar los 6 millones de dólares. Los autores sostienen que la tecnología podría aumentar la velocidad de procesamiento entre 100 y 1.000 veces respecto a las plataformas actuales.

En las computadoras actuales, miles de millones de transistores trabajan encendiéndose y apagándose para ejecutar instrucciones. A medida que se buscó mejorar rendimiento mediante la miniaturización, se fue reduciendo la eficiencia energética: los electrones pueden atravesar transistores incluso cuando están “apagados”, lo que genera pérdidas energéticas. Los investigadores señalan que los transistores convencionales podrían topar techo de eficiencia para 2037, por lo que la industria necesitaría nuevas vías para construir sistemas más sostenibles para uso doméstico o para centros de datos.

Para sortear esa limitación, M3BOLT utiliza un cristal ferroeléctrico compuesto por niobato de magnesio y plomo-titanato de plomo (PMN-PT), acoplado a una capa delgada de una aleación magnética de hierro y galio. Al aplicar un campo eléctrico, el cristal cambia su orientación eléctrica interna, lo que a su vez modifica las propiedades magnéticas de la capa ferromagnética. Este acoplamiento genera magnones, que se desplazan con muy poca resistencia, reduciendo la pérdida de energía en forma de calor.

Como resultado, estas ondas magnéticas podrían operar a frecuencias en el rango de terahertz, lo que permitiría a las computadoras procesar información hundreds de veces más rápido que los procesadores de frecuencia gigahertz que dominan hoy en día en equipos de consumo.

Además de acelerar el procesamiento, el dispositivo ofrece la posibilidad de almacenar información en el mismo material. Los investigadores pueden cambiar la orientación magnética de la capa de Fe-Ga para alternar entre estados magnónicos y no magnéticos, que funcionarían como los dígitos 1 y 0 en un nuevo esquema de memoria integrada.

La orientación magnética permanece estable incluso cuando se corta la energía eléctrica, lo que sugiere que el mismo material podría desempeñar simultáneamente funciones de procesamiento y almacenamiento no volátil, una característica clave para futuras arquitecturas de computación más eficientes.