Investigadores de la Universidad de Hong Kong (HKU) presentaron un importante avance en electrónica criogénica que podría ayudar a superar desafíos clave en la computación cuántica y respaldar futuras misiones al espacio profundo. El equipo, perteneciente al Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática y al Centro de Semiconductores Avanzados y Circuitos Integrados (CASIC) de la HKU, desarrolló una plataforma de hardware neuromórfica programable capaz de operar a temperaturas cercanas al cero absoluto.Adiós al declive cognitivo inevitable: el descubrimiento científico que permite mantener un cerebro joven a cualquier edadAsí lo reseña Science Daily, portal digital que destaca los resultados de esta investigación que fue liderada por el profesor Yuhao Zhang y el estudiante de doctorado Xin Yang. El estudio, además, fue publicado en la revista científica Nature Communications, en un artículo titulado ‘Circuitos neuromórficos criogénicos que utilizan resistencia diferencial negativa controlada por compuerta en carburo de silicio’.PublicidadEste trabajo presenta, de acuerdo a esta investigación, un nuevo método para generar y controlar la resistencia diferencial negativa (NDR) en transistores MOSFET de carburo de silicio (SiC) estándar de la industria. Mediante este enfoque, los científicos demostraron por primera vez que un solo transistor puede reproducir la actividad de “picos” energéticamente eficiente de las neuronas biológicas a temperaturas tan bajas como 10 mK.Hardware inspirado en el cerebroEl estudio universitario señala que las computadoras cuánticas dependen de una electrónica de control sofisticada para gestionar los cúbits, que son altamente sensibles y deben mantenerse a temperaturas de milikelvin. PublicidadPublicidadLos sistemas de control actuales basados ​​en silicio consumen mucha energía y generan calor no deseado, lo que obliga a ubicarlos lejos de los propios cúbits, explica la investigación y apunta que esta distancia genera una gran cantidad de cableado que puede afectar el rendimiento y dificultar la construcción de computadoras cuánticas a gran escala.Diminuta, pero letal hace 6 millones de años: la extraña criatura hallada en España que cazaba como los depredadores modernos“Nuestro trabajo presenta una plataforma de hardware que puede integrarse con procesadores cuánticos”, resalta el profesor Zhang e indica que: “al utilizar la dinámica única de los portadores de carga en el carburo de silicio, podemos crear circuitos miles de veces más eficientes energéticamente que la electrónica convencional, lo que reduce significativamente la carga térmica en los sistemas criogénicos”.Comportamiento criogénico únicoLos investigadores descubrieron -según el estudio- que los Mosfet de SiC presentan un marcado efecto NDR en forma de “S” al enfriarse por debajo de 2 K. Este comportamiento se debe a la ionización por impacto de donadores de electrones (EDII), de acuerdo a la investigación que revela también que, a diferencia de otras tecnologías que dependen del calor generado dentro del dispositivo, el mecanismo observado surge directamente de las propiedades atómicas del material. El mapa de la NASA que alerta sobre los nutrientes en los océanosComo resultado, se indica que se mantiene altamente estable y puede reproducirse de forma consistente en diferentes lotes de fabricación.“Se trata de un enfoque sólido y escalable”, asegura Yang y acota: “Dado que el SiC ya se utiliza a nivel mundial en vehículos eléctricos y redes eléctricas, podemos aprovechar las fundiciones industriales existentes para fabricar estos chips criogénicos en obleas de 300 mm”.PublicidadDe neuronas artificiales a misiones al espacioEl estudio también demostró -expone Science Daily- que estas neuronas artificiales pueden conectarse entre sí, o conectarse en cascada, para formar redes más grandes. Esta capacidad, según la investigación, podría permitir el procesamiento avanzado de datos locales a temperaturas criogénicas y mejorar funciones importantes de la computación cuántica, como la corrección de errores cuánticos y el control cuántico en tiempo real.Dos semanas en el espacio: Ellos son los astronautas de Artemis IIISe destaca que las posibles aplicaciones van mucho más allá de la computación cuántica: Dado que los circuitos están diseñados para funcionar de forma fiable en entornos extremadamente fríos, también podrían ser valiosos para la exploración del espacio profundo.Los sistemas futuros podrían funcionar en las duras condiciones de la superficie lunar o en las regiones más distantes de nuestro sistema solar, de acuerdo a las conclusiones del estudio científico. (I)