Una nueva mol¨¦cula artificial abre la v¨ªa a ordenadores millones de veces m¨¢s potentes

Un equipo de cient¨ªficos de la Universidad de California en Los ?ngeles y de la empresa Hewlett-Packard ha creado una mol¨¦cula artificial que funciona, por s¨ª sola, como el componente m¨¢s simple de la electr¨®nica, el interruptor capaz de adoptar dos configuraciones, 1 o 0, y que constituye la base del funcionamiento de todos los ordenadores. Los investigadores, que presentaron el trabajo ayer en la revista Science, aseguran que su hallazgo abre la v¨ªa a una nueva generaci¨®n de computadoras que ser¨¢n 100.000 millones de veces m¨¢s r¨¢pidas que los ordenadores actuales.

Hasta ahora, los circuitos integrados -el soporte de los interruptores binarios en los que se basan todos los ordenadores- se fabrican grabando una placa de silicio mediante rayos de luz, un proceso conocido como fotolitograf¨ªa. La reducci¨®n del tama?o de estos componentes requiere actualmente afinar extraordinariamente la precisi¨®n del equipo de grabado.Con la nueva t¨¦cnica, sin embargo, los circuitos pueden construirse usando procesos qu¨ªmicos en lugar de rayos de luz. En cierto sentido, el tama?o de las herramientas de grabado se ha reducido a dimensiones qu¨ªmicas, es decir, a la magnitud de una sola mol¨¦cula, al igual que el interruptor en s¨ª mismo. Seg¨²n Phil Kuekes, f¨ªsico e ingeniero inform¨¢tico de Hewlett-Packard en Palo Alto (California), esta tecnolog¨ªa -bautizada como moletr¨®nica, o electr¨®nica molecular- "promete una enorme capacidad de almacenado de informaci¨®n". Un chip del tama?o de un grano de arena tendr¨¢ tanta capacidad como cien ordenadores personales actuales.

"Viaje fant¨¢stico"

Las posibilidades de una capacidad de almacenado de esta magnitud son dif¨ªciles de imaginar, pero Kuekes apunta una: como en una versi¨®n inform¨¢tica del Viaje fant¨¢stico de Isaac Asimov, un ordenador con min¨²sculos sensores podr¨¢ viajar por el flujo sangu¨ªneo de una persona para enviar se?ales de alerta cuando detecte problemas de salud.Otra ventaja de la moletr¨®nica se refiere a la eficacia energ¨¦tica. Cuanto m¨¢s peque?o es un transistor, menos energ¨ªa el¨¦ctrica y menos tiempo requiere para operar. Dada la reducci¨®n de tama?o que implica disponer de interruptores moleculares, puede inferirse que el consumo de energ¨ªa de los nuevos ordenadores se reducir¨¢ miles de millones de veces. En t¨¦rminos t¨¦cnicos, la nueva mol¨¦cula constituye una puerta l¨®gica, el componente m¨¢s simple de los circuitos de ordenador. Una puerta l¨®gica es un peque?o interruptor que puede adoptar los estados on-off (uno o cero), y crea as¨ª los cambios de voltaje el¨¦ctrico que representan un bit de informaci¨®n

Los interruptores o puertas l¨®gicas moleculares no bastan, sin embargo, para construir un circuito de ordenador. Cada componente molecular debe conectarse con otros mediante alg¨²n tipo de cable. Los cables actuales pueden ser tan peque?os como un cuarto de micra -unas 400 veces m¨¢s finos que un cabello humano-, pero esto no basta. Para enlazar los componentes moleculares se precisa un cable 1.000 o 10.000 veces a¨²n m¨¢s fino. Estas dimensiones son del orden de s¨®lo unos pocos ¨¢tomos de di¨¢metro, por lo que estos cables s¨®lo podr¨¢n ser construidos por alg¨²n m¨¦todo qu¨ªmico a¨²n no disponible.

Las mol¨¦culas que han logrado el prodigio han sido sintetizadas por un equipo de qu¨ªmicos de la Universidad de California dirigidos por James Heath, y han recibido el nombre de rotaxanos. Consisten esencialmente en dos largas hileras de anillos de benceno. Los electrones pueden moverse con relativa libertad a trav¨¦s de estos anillos, lo que les permite funcionar como un interruptor: cada mol¨¦cula puede adoptar uno de dos estados, seg¨²n los electrones se sit¨²en en un extremo u otro de la hilera.

Inter¨¦s del Pent¨¢gono

Aparte de su publicaci¨®n en Science (junto con Nature una de las dos revistas cient¨ªficas m¨¢s prestigiosas del mundo), un indicador de la relevancia de la nueva t¨¦cnica es que el Pent¨¢gono se ha interesado en ella desde el primer momento, debido a sus potenciales aplicaciones militares."El campo est¨¢ a¨²n en su infancia", coment¨® Mark Reed, un qu¨ªmico de la Universidad de Yale especializado en la computaci¨®n a escala molecular. "Pero los resultados est¨¢n empezando a surgir con gran rapidez. En los ¨²ltimos cinco a?os, lo que parec¨ªa una idea incre¨ªble ha llegado a una fase en la que podemos ser capaces de lograr algo concreto".

Los componentes electr¨®nicos de los ordenadores han experimentado una continua reducci¨®n de tama?o a lo largo de los a?os, pero a medida que la miniaturizaci¨®n se acerca a su l¨ªmite te¨®rico, resulta patente que los errores son cada vez m¨¢s f¨¢ciles de cometer. Un solo fallo en un transistor entre los millones que componen un chip puede inutilizar un ordenador. La nueva tecnolog¨ªa abre la v¨ªa a la m¨¢s extrema de las miniaturizaciones concebibles, y mediante un proceso qu¨ªmico en el que la precisi¨®n no es una limitaci¨®n relevante.