¿Qué es la nanocomputación y en qué se diferencia de la cuántica?

A medida que los componentes de los chips se van haciendo cada vez más pequeños, la dificultad de su fabricación y de disipación de calor aumenta pero, ¿llegarán a ser tan pequeños que no podamos ni captarlos con el ojo humano? Hoy os vamos a hablar de la nanocomputación y de sus diferencias con la computación cuántica tal y como la conocemos en la informática moderna.

A medida que la tecnología avanza y mejora, aumenta el impulso para hacer que los dispositivos sean lo más pequeños posible. Vemos esto a nuestro alrededor, desde la evolución de los super ordenadores a los micro PCs, el mundo se ha centrado en reducir el tamaño lo máximo posible con el objetivo de mejorar la densidad y con ello la eficiencia.

¿Qué es la nanocomputación?

Nanocomputación

Como su nombre indica, la nanocomputación se refiere a procesos y dispositivos informáticos que son realmente pequeños (el prefijo nano- significa muy pequeño). Concretamente y en la era en la que vivimos, es un término que se utiliza para describir la manipulación, el procesamiento y la representación de datos por computadoras más pequeñas que un micrómetro; los dispositivos de nanocomputación están hechos de transistores semiconductores de 100 nanómetros o menos de longitud.

Vamos a analizar esto. La nanocomputación se puede dividir en dos palabras: «nano» y «computación». La computación es el uso de una computadora (hardware y software) para procesar datos y realizar procesos algorítmicos; nano proviene de la palabra nanómetro en este caso, y al igual que el centímetro y el metro, el nanómetro es una unidad de medida de longitud y es una mil millonésima parte de un metro.

¿Cómo de pequeño es un nanómetro?

nanómetros

Decir que un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro podría ser algo demasiado abstracto para entenderlo correctamente, así que vamos a poner algunos ejemplos del mundo cotidiano para poner en perspectiva esta unidad de medida:

  • Una hebra de ADN humano tiene 2,5 nanómetros de diámetro.
  • Una hoja de papel tiene unos 100.000 nanómetros de grosor.
  • Hay 25.400.000 nanómetros en una pulgada.
  • Un nanómetro es tan largo como tu uña crece en un segundo.
  • Un solo átomo de oro tiene aproximadamente un tercio de nanómetro de diámetro.
  • En una escala comparativa, si el diámetro de una canica fuera un nanómetro, el diámetro de la tierra sería de un metro.
  • Un cabello humano mide alrededor de 75 micrones o 75.000 nanómetros de diámetro.

Como podrás apreciar, cuando hablamos de chips fabricados con transistores de 3 nm estamos hablando prácticamente de escala atómica.

Nanotecnología y nanocomputadoras

Nanotecnología

La nanotecnología es el uso de cosas extremadamente pequeñas, de escala atómica o molecular, para producir sistemas, estructuras y dispositivos. Implica el estudio (ciencia e ingeniería) de materia con dimensiones entre uno y cien nanómetros.

Una nanocomputadora es una computadora con circuitos tan sumamente pequeños que solo se pueden ver con la ayuda de un microscopio. Nuestros dispositivos actuales están hechos de semiconductores de menos de cien nanómetros de longitud, y de hecho las nanocomputadoras funcionan almacenando datos en puntos o giros cuánticos.

Como la mayoría de los ordenadores, las nanocomputadoras están hechas de chips y la única diferencia es que son considerablemente más pequeños que los microchips a los que estamos acostumbrados. Los chips de computadora están hechos de un semiconductor llamado silicio, como bien sabéis.

A medida que pasan los años y crece la búsqueda para crear dispositivos aún más pequeños, más y más transistores se acumulan en el silicio. Los procesadores modernos contienen miles de millones de transistores interconectados por finos cables de cobre; cada uno de los transistores sirve como una especie de interruptor de encendido y apagado (representando los unos y los ceros del sistema binario en el que se basa el funcionamiento de los PC), enviando, recibiendo y procesando información y controlando la corriente a través del chip.

¿Qué ventajas y desventajas tiene la nanocomputación?

Nanocomputación

Como hemos explicado, la nanocomputación significa procesos de computación llevados a cabo por dispositivos reducidos entre diez y cien magnitudes hasta tener menos de 100 nanómetros. Esta reducción aumenta la funcionalidad del circuito de manera exponencial hasta 10.000 veces, y también significa que la potencia informática del dispositivo se puede multiplicar hasta por un millón. Esto conduce a un menor consumo de energía, por lo que estamos hablando de una eficiencia mucho mayor.

Las nanocomputadoras también son significativamente más rápidas que otras microcomputadoras y pueden realizar cálculos que otros serían incapaces de realizar. Su tamaño reducido es una ventaja adicional, ya que se pueden integrar en dispositivos más pequeños, más livianos y fáciles de transportar. También se vuelven inmunes al ruido y a otras perturbaciones.

Aunque la nanocomputación tiene ciertas ventajas, no está libre de desventajas. Fabricar dispositivos que funcionen sobre la base de la nanotecnología es muy complicado y caro, ya que reducir la escala de los dispositivos a un nivel microscópico exige un nivel de tecnicismo y experiencia que solo puede alcanzarse con inversiones millonarias de dinero.

La nanocomputación también puede representar una amenaza para la economía actual. El advenimiento de la nanotecnología, como muchas otras nuevas tecnologías, provoca un cambio sustancial en muchas áreas económicas; al principio, las nanocomputadoras serían un lujo caro e inasequible, pero con el tiempo se volverían más populares y comunes. Esto tendría un gran impacto en el mercado porque las tecnologías y las empresas que no se adapten se quedarían atrás, provocando grandes pérdidas económicas.

La naturaleza microscópica de la nanocomputación también sería una desventaja, ya que son prácticamente indetectables. Esto significa que las nanocomputadoras podrían suponer el advenimiento de dispositivos de grabación microscópicos, capaces de grabar secretamente violando la privacidad de las personas sin ninguna posibilidad de detección.

La computación cuántica

Computación cuántica

Al igual que la nanocomputación de ADN, en lugar de utilizar chips de silicio tradicionales para realizar procesos informáticos se utilizan bits cuánticos o qubits. Un bit cuántico es una unidad básica en la informática cuántica, como una versión alternativa del bit clásico pero que en lugar de poder almacenar solo ceros y unos tiene cuatro estados, cero, uno, cero y uno al mismo tiempo o ninguno de los dos.

La computación cuántica es aquella en la que los procesos de computación dependen en gran medida de los principios de la teoría cuántica, es decir, el comportamiento de la energía en los niveles atómico y subatómico. Mientras que los ordenadores tradicionales utilizan unos y ceros para codificar la información, la computación cuántica utiliza qubits que pueden existir en varios estados a la vez como hemos explicado antes.

La nanocomputación no tiene nada que ver con la computación cuántica y, al mismo tiempo, puede influir notablemente en ésta ya que como es lógico el poder utilizar procesadores de tamaño microscópico puede impulsar muchísimo el rendimiento de la computación cuántica.