Investigadores de la Universidad de Chicago han alcanzado un hito revolucionario al almacenar terabytes de datos digitales en un cubo de cristal de tan solo un milímetro de tamaño. Este avance se ha logrado aprovechando los defectos de un solo átomo dentro del cristal para representar los estados binarios de 1s y 0s, fundamentales para el almacenamiento de datos.
Tradicionalmente, el almacenamiento de datos ha dependido de sistemas que alternan entre estados de «encendido» y «apagado». Sin embargo, el tamaño físico de los componentes que almacenan estos estados binarios ha limitado históricamente la cantidad de información que se puede empaquetar en un dispositivo. Ahora, los investigadores de la Escuela de Ingeniería Molecular Pritzker de la Universidad de Chicago han desarrollado un método para superar esta limitación. Han demostrado con éxito cómo los átomos faltantes dentro de una estructura cristalina pueden usarse para almacenar terabytes de datos en un espacio no mayor que un milímetro.
El estudio, publicado en la revista Nanophotonics, explora cómo los defectos cristalinos a escala atómica pueden funcionar como celdas de memoria individuales, fusionando metodologías cuánticas con principios de computación clásica. Liderado por el profesor asistente Tian Zhong, el equipo de investigación desarrolló este novedoso método de almacenamiento introduciendo iones de tierras raras en un cristal. Específicamente, incorporaron iones de praseodimio en un cristal de óxido de itrio, aunque sugieren que el enfoque podría extenderse a otros materiales debido a las versátiles propiedades ópticas de los elementos de tierras raras.
El sistema de memoria se activa mediante un simple láser ultravioleta, que energiza los iones de tierras raras, provocando que liberen electrones. Estos electrones quedan atrapados en los defectos naturales del cristal. Al controlar el estado de carga de estos huecos, los investigadores crearon efectivamente un sistema binario, donde un defecto cargado representa un «uno» y un defecto sin carga representa un «cero». Los defectos cristalinos han sido explorados previamente en relación con la computación cuántica como posibles qubits. Sin embargo, el equipo de UChicago PME fue un paso más allá, descubriendo cómo aprovecharlos para aplicaciones de memoria clásica.
Los investigadores creen que este avance podría redefinir los límites del almacenamiento de datos, allanando el camino para soluciones de almacenamiento ultra-compactas y de alta capacidad en la computación clásica. Este enfoque innovador no solo promete aumentar la capacidad de almacenamiento, sino que también podría tener implicaciones significativas para el futuro de la tecnología de almacenamiento de datos.
