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Científicos de la Octava Región diseñan microcircuito capaz de leer información a ultra velocidad

por 21 julio, 2021

Científicos de la Octava Región diseñan microcircuito capaz de leer información a ultra velocidad
La investigación fue liderada por Ingenieros y físicos del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) y fue publicada en la última edición de la revista científica del Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE Access).
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La creación del fuego hace unos 164.000 años atrás, dio origen a las herramientas de piedra. Este es un claro ejemplo de cómo los humanos hemos buscado mejorar nuestras capacidades a través de la tecnología desde los principios de la historia. Toda esta evolución tecnológica ha llevado a la raza humana hasta incluso crear un microcircuito capaz de visualizar información a altas velocidades.

Según lo explica Jaime Cariñe, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Católica de la Santísima Concepción e investigador del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO), una pupila artificial capaz de ver secuencias de información equivalentes a años y décadas, en segundos o minutos, es la forma metafórica para exponer este microcircuito.

“Desarrollamos un microcircuito capaz de visualizar información a altas velocidades el que podría ser capaz de recibir hasta 2 gigabytes en tan solo un segundo, es decir, sería 600 millones de veces más veloz que un parpadeo”, explica.

Microcircuito electrónico

Para lograr lo anterior, el equipo multidisciplinario trabajó en un tipo de microcircuito electrónico conocido como “Field Programmable Gate Array” (FPGA), en español “Matriz de compuertas lógicas programables en campo”, que es de muy bajo costo, pero a su vez muy poderoso.

“Creamos un mini ecosistema capaz de visualizar una coincidencia entre dos fotones en un lapso temporal comparable con un parpadeo casi igual a la velocidad de la luz”, indica Cariñe.

Esta particularidad le permite procesar señales eléctricas en tiempo real y a muy alta velocidad, como indica el divulgador científico del Centro de Excelencia en Astrofísica, Robbie Barrera.

“Considerando la rapidez con la que un ojo humano es capaz de distinguir una imagen de otra, la sensibilidad de esta creación es tan impresionante que si una persona viera la trilogía del Señor de los Anillos, en su versión extendida (que dura más de 11 horas) podrías verla más de 5 mil veces en tan solo un segundo, y no tendrías ninguna pérdida”, señala.

El desarrollo de este circuito nació cuando Cariñe cursaba su doctorado en el Departamento de Ingeniería eléctrica de la UDEC, siendo entonces el resultado de varios años de trabajo colaborativo, cuyas mediciones finales fueron obtenidas en los laboratorios de MIRO. Para obtener estos resultados, se requirió de un diseño avanzado en lenguaje de hardware, modelación matemática para calibrar el instrumento y un sofisticado diseño óptico para evaluar la funcionalidad del circuito en evaluación de entrelazamiento cuántico.

Carrera cuántica

Algunas posibles aplicaciones futuras estarían en el campo de las tecnologías cuánticas empleadas para asegurar la privacidad de las comunicaciones y la generación de aleatoriedad.

Los computadores cuánticos son capaces generar tareas específicas en segundos, tareas que un computador normal podría demorar décadas en hacer y que en paralelo suponen un riesgo la seguridad de la información, esto ante la capacidad de recolección de información que poseen estas súper computadoras. Es por eso que las grandes naciones del mundo como China y Estados Unidos han invertido en la investigación de ellas, se podría catalogar como una carrera por avanzar en dicha tecnología.

“Existe una carrera cuántica y desde Concepción estamos aportando a la evolución de esta. Creamos un sistema para la comunicación segura, incluso ante la existencia de computadores cuánticos”, asegura Cariñe.

Miguel Figueroa, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Concepción, asevera "los resultados muestran que nuestro país posee la capacidad de diseñar instrumentación científica avanzada usando tecnología de punta".

La investigación fue publicada en la última edición de la revista científica del Institute of Electrical and Electronics Engineer (IEEE Access).

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