Cómo un imán inquieto se convierte en una unidad de cómputo

Un equipo de científicos de la Universidad de Tohoku y del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. ha creado un microchip espintrónico de silicio en el que la probabilidad se utiliza no como un inconveniente, sino como una ventaja. En lugar de obligar a cada bit a permanecer fijo en el estado 0 o 1, este diseño funciona con un bit probabilístico, o p-bit.

Se puede imaginar un p-bit como un diminuto «decisor» que cambia constantemente de estado. El ruido térmico le ayuda a moverse entre el 0 y el 1, mientras que la tensión de entrada modifica las probabilidades. El chip no se limita a generar ruido aleatorio. Crea una incertidumbre controlada, lo cual es mucho más útil.

Por qué el silicio convierte esto en algo más que un truco de laboratorio

Los investigadores utilizaron una unión túnel superparamagnética , un elemento magnético nanométrico que cambia de forma natural su magnetización. Es precisamente este comportamiento, basado en el espín, lo que confiere al dispositivo su peculiar estilo de cálculo.

La empresa SkyWater Technology fabricó los transistores y las conexiones básicos mediante un proceso CMOS de 130 nm. A continuación, la Universidad de Tohoku añadió los nanodispositivos superprotónicos y los electrodos. Esto es importante, ya que el trabajo vincula la física exótica del espín con la fabricación estándar de silicio.

El equipo confirmó dos resultados clave. La tensión de salida oscilaba en el tiempo, mientras que la tensión de entrada modificaba el valor medio de la señal de salida. En pocas palabras, el chip se comportaba como un mecanismo probabilístico controlable.

¿Qué vendrá después?

Creemos que esta investigación puede cambiar tu percepción de la IA en los dispositivos cotidianos. Los futuros chips basados en p-bits podrían ayudar a teléfonos, robots, sensores y dispositivos periféricos a realizar tareas de IA con un menor consumo energético. Esto podría traducirse en una mayor autonomía de la batería, un menor calentamiento del hardware y máquinas más inteligentes fuera de los grandes centros de datos.

La tecnología aún se encuentra en una fase temprana de desarrollo. Sin embargo, apunta hacia un futuro en el que los cálculos no luchan contra la incertidumbre. La aprovechan.

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