Un chip a nanoescala podría impulsar tecnologías cuánticas y de IA cada vez más avanzadas

Un avance en optoelectrónica cuántica permite controlar señales de luz en un circuito de tamaño microscópico. Los científicos destacan que la tecnología podría servir de base para chips más rápidos, eficientes y escalables: el nuevo dispositivo podría aplicarse en plataformas capaces de combinar procesamiento cuántico y fotónica en un formato integrado.

Un equipo de la Universidad Monash, en Australia, presentó un circuito a nanoescala destinado a tecnologías cuánticas y de inteligencia artificial de nueva generación. El avance se describe en un estudio publicado en la revista Nature Photonics, en un campo todavía emergente: la “valleytrónica”.

En términos simples, esta línea de investigación busca aprovechar una propiedad cuántica de ciertos materiales, conocida como “valle”, para codificar y procesar información de manera distinta a la electrónica convencional. Hasta ahora, el problema era integrar en un solo dispositivo la generación, el guiado y la lectura de esas señales luminosas especiales.

Funcionamiento a temperatura ambiente

Pero los investigadores australianos creen haber hallado la solución, de acuerdo a una nota de prensa. Su sistema combina materiales semiconductores de dos dimensiones con otras estructuras y genera fotones quiralizados dependientes del "valle", y a la vez puede guiarlos en modos unidireccionales y detectarlos eléctricamente dentro del propio chip. El resultado es un circuito optoelectrónico híbrido totalmente integrado.

Uno de los aspectos más llamativos es que el dispositivo opera a temperatura ambiente. Esa característica es importante, porque muchas plataformas cuánticas exigen enfriamiento extremo, una condición que dificulta su adopción fuera del laboratorio.

Chips integrados alimentados por luz

Además, la arquitectura se apoya en materiales ultrafinos, de apenas unas pocas capas atómicas, y en nanoestructuras diseñadas para controlar el comportamiento de la luz a escalas extremadamente pequeñas. En la demostración experimental, los investigadores fueron más allá de la simple emisión o detección: lograron codificar y procesar simultáneamente dos imágenes distintas con el mismo dispositivo.

La prueba apunta a un control más sofisticado de flujos múltiples de información y refuerza la idea de que la plataforma podría servir para procesamiento óptico compacto y programable. El nuevo dispositivo podría tener un fuerte impacto en computación cuántica, imagen avanzada, comunicaciones ópticas y sistemas de procesamiento más rápidos y eficientes desde el punto de vista energético.

En ese sentido, podría ser una base potencial para futuras tecnologías cuánticas y de IA. “Este es un paso significativo hacia tecnologías escalables basadas en chips que utilizan luz en lugar de electricidad para procesar información”, concluyó en el comunicado el Dr. Haoran Ren, uno de los autores del estudio.

Fuente: Levante - EMV