La memoria del futuro: en el tamaño de una gota de agua almacenan medio billón de fotos

Pese a que muchos dependemos de la Nube para almacenar gran parte de nuestra información (sean fotos, documentos, películas, etc.) los soportes físicos siguen siendo igual de importantes, no solo a la hora de guardar datos, también a la hora de aumentar la potencia de procesamiento de los microchips. Por ello, cuanto mayor sea el soporte físico de una memoria, mejor.

Ahora, un equipo de científicos de la Universidad de Chicago, liderados por Leonardo França, ha ideado una forma de almacenar y leer datos de átomos individuales incrustados en diminutos cristales de tan solo unos milímetros cúbicos. Si se amplía, podría algún día dar lugar a sistemas de almacenamiento de ultraalta densidad capaces de albergar petabytes de datos en un solo disco, donde 1 PB equivale aproximadamente a 5000 películas 4K.

La codificación de datos como unos y ceros es tan antigua como la historia de la informática, con la única diferencia del medio utilizado para almacenarlos: desde tubos de vacío que se encendían y apagaban intermitentemente, hasta diminutos transistores electrónicos o incluso discos compactos (CD), con hendiduras en la superficie que representan los unos y una superficie lisa que indica los ceros.

Ahora se busca un almacenamiento de datos aún más denso, lo que está llevando a los científicos al mundo subatómico. El equipo de Franca ha publicado un estudio en Nanophotonics, en el que demuestran cómo el uso de un electrón atrapado por un defecto en un cristal puede ser utilizado para representar un 1, mientras que la ausencia de un electrón atrapado indica un 0.

La tecnología funciona aplicando un láser con una cantidad específica de energía que excita un electrón. En este punto, un dispositivo de lectura puede registrar la presencia de luz. Sin luz, no hay electrón atrapado.

Esto solo funciona cuando los cristales presentan defectos, como una vacante de oxígeno o una impureza extraña. Estos defectos presentan características muy interesantes, entre ellas la capacidad de almacenar carga.

Si bien el equipo de Franca utilizó praseodimio, un elemento de tierras raras, y un cristal de óxido de itrio, el trabajo podría extenderse igualmente a otros cristales de tierras raras. Sin embargo, las tierras raras tienen la ventaja de proporcionar longitudes de onda conocidas y específicas que permiten excitar electrones mediante láseres estándar.

La buena noticia es que el componente óptico y láser de la ecuación ya se comprende bien y es económico. Asimismo, producir el cristal a gran escala costaría poco dinero. Esto deja pendiente el coste de adquirir los elementos de tierras raras e idear una forma de introducir defectos mediante métodos de fabricación en masa. La pregunta final sería la densidad de almacenamiento de datos en un disco hipotético.

“En nuestro cristal, donde tenemos unos 40 mm³ (aproximadamente una gota de agua) podríamos almacenar unos cientos de terabytes - explica França en un comunicado -. Tras realizar algunos cálculos, la cifra sería aproximadamente 260 TB”.

Pero esta cifra se basa en el cristal que utilizaron en la Universidad de Chicago y França prevé un futuro en el que se podría aumentar fácilmente la densidad de defectos. Esto, naturalmente, conduce a la posibilidad de almacenar PB de datos en un solo dispositivo del tamaño de un disco.