Un bit de memoria superconductora alcanza un estimado de 5× el límite físico a −269°C

Físicos de la Hebrew University of Jerusalem estiman que un único vórtice superconductor puede almacenar y borrar un bit con una energía equivalente a unas cinco veces el límite de Landauer. Sin embargo, el dispositivo funciona a −269°C y el cálculo no incluye la energía necesaria para refrigerarlo.

En el estudio, publicado en Nature Communications el 24 de septiembre y difundido por la universidad el 11 de octubre, el equipo utilizó una película de niobio de 55 nanómetros, modelada como una franja de 10 micrómetros de ancho y enfriada a 4,2 kelvin. Situó vórtices individuales entre dos posiciones de reposo cercanas, que representaban el cero y el uno, y midió la energía disipada cuando una corriente alterna los movía. El resultado estimado, cercano al límite, corresponde a un bit operado a 150 kHz; los investigadores calcularon el coste del borrado a partir de mediciones de movimiento continuo y análisis numérico.

El resultado recibió opiniones dispares en la revisión por pares. Un revisor se opuso a la versión final y sostuvo que la fuerza, el desplazamiento y el trabajo se habían inferido, no medido directamente. Los autores indicaron que la deriva del escaneo limitaba las imágenes estáticas a unos 20 nanómetros y que cambiar la temperatura también modifica el paisaje de anclaje.

La velocidad y la retención de datos plantean otros límites. El cálculo corresponde a 150 kHz, o una operación cada 6,7 microsegundos. En cambio, los chips de lógica superconductora funcionaban a 6 GHz hace más de una década. A 4,2 kelvin, los dos pozos usados para el resultado permitían que los vórtices saltaran espontáneamente unas 3.000 a 7.000 veces por segundo. El estudio no demuestra un pozo cercano al límite que también conserve los datos durante mucho tiempo.