Tecnologías cuánticas
Un nuevo material cuántico imita la función cerebral
Se puede modificar introduciendo defectos, lo que abre la posibilidad de diseñar materiales a medida
Representación artística de las propiedades del niquelato, como su estructura cristalina, sus estados cuánticos, sus patrones de no localidad y su potencial para la computación neuromórfica. / Generador de imágenes de la IA de BING para T21/Prensa Ibérica, desarrollada con tecnología de DALL·E.
EMF/Redacción T21
Los científicos han creado un material cuántico que responde a estímulos eléctricos no locales, como los que ocurren en el cerebro. Este material puede usarse para la computación neuromórfica, que busca crear dispositivos que imiten el cerebro.
Los científicos han creado un nuevo material que tiene la capacidad de comportarse de forma similar al cerebro humano. Se trata de un filme delgado de niquelato, un tipo de cerámica que tiene propiedades electrónicas muy complejas, según se informa en un comunicado.
Este material puede responder a estímulos eléctricos no solo en los puntos donde se aplican, sino también en otros puntos alejados.
No localidad
Este fenómeno, conocido como no localidad es propio de la mecánica cuántica: implica que dos objetos o eventos que están separados en el espacio pueden influirse mutuamente de forma instantánea, sin necesidad de una señal que viaje entre ellos.
Este fenómeno viola el principio de localidad, que establece que ninguna señal puede viajar más rápido que la velocidad de la luz.
La no localidad es también una característica clave de la actividad cerebral, que implica la comunicación entre regiones distantes del cerebro con poco gasto energético.
Hito crucial
El descubrimiento de que los estímulos eléctricos que pasan entre electrodos vecinos también pueden afectar a electrodos no vecinos, realizado por investigadores de la Universidad de California en Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, es un hito crucial en el viaje hacia nuevos tipos de dispositivos que imitan las funciones cerebrales conocidas como computación neuromórfica.
También podría tener importantes implicaciones para el desarrollo de la computación neuromórfica, una rama de la informática que busca imitar las funciones cerebrales mediante el uso de dispositivos electrónicos.
Gracias a este descubrimiento, la computación neuromórfica podría ofrecer ventajas sobre los ordenadores convencionales, como una mayor velocidad, una menor necesidad de memoria y un menor consumo energético.
La creación de computadoras similares al cerebro con requisitos mínimos de energía revolucionaría casi todos los aspectos de la vida moderna, según los investigadores.
Otra perspectiva del material cuántico que imita la no localidad de la función cerebral. / Generador de imágenes de la IA de BING para T21/Prensa Ibérica, desarrollada con tecnología de DALL·E.
Material cuántico
El estudio, publicado en la revista Nano Letters, se basa en experimentos realizados con una cámara especial que permite observar el comportamiento del material a escala nanométrica.
Los investigadores aplicaron pequeños pulsos eléctricos entre dos electrodos vecinos sobre el filme de niquelato, y midieron la respuesta del material en otros electrodos no vecinos.
Así, comprobaron que el estímulo eléctrico se propagaba por todo el material, afectando a zonas que no estaban directamente conectadas con los electrodos.
Los autores del estudio explican que este efecto se debe a que el niquelato es un material cuántico, es decir, que sus propiedades dependen de los estados cuánticos de sus electrones.
Patrones similares
Estos estados pueden cambiar rápidamente en respuesta a los estímulos externos, creando patrones complejos que se extienden por todo el material.
Estos patrones son similares a los que se observan en el cerebro, donde las neuronas se activan y desactivan según las señales que reciben.
El filme de niquelato tiene una estructura cristalina muy ordenada, lo que facilita la transmisión de los estímulos eléctricos.
Materiales a medida
Sin embargo, los investigadores también han descubierto que, al introducir pequeños defectos en el material, como átomos extra o vacantes, se puede modificar su comportamiento y crear diferentes respuestas. Esto abre la posibilidad de diseñar materiales cuánticos a medida para distintas aplicaciones.
Los investigadores esperan que este hallazgo pueda contribuir a crear nuevos tipos de dispositivos que imiten las funciones cerebrales, como el aprendizaje, la memoria o el reconocimiento de patrones.
Estos dispositivos podrían revolucionar muchos campos de la ciencia y la tecnología, como la inteligencia artificial, la robótica o la medicina.
Referencia
Spatial Interactions in Hydrogenated Perovskite Nickelate Synaptic Networks. Ravindra Singh Bisht et al. Nano Lett. 2023, July 28, 2023. DOI:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.3c02076
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