Científics transformen la pèrdua d’espín en energia, obrint la porta a xips d’IA de baixíssima potència

Científics catalans converteixen la fugacitat magnètica en electricitat verda, aplanant el camí per a la intel·ligència artificial eficient

Investigadors d’una universitat catalana han aconseguit un avanç revolucionari en la conversió de l’espín perdut d’electrons en energia elèctrica utilitzable. Aquest descobriment obre noves perspectives per al desenvolupament de xips d’intel·ligència artificial (IA) que consumeixen una quantitat d’energia insignificant, solucionant un dels reptes més importants de la tecnologia actual: la insostenibilitat energètica de la IA.

L’espín, una propietat quàntica intrínseca dels electrons, genera un moment magnètic que pot ser utilitzat per emmagatzemar i processar informació. Tradicionalment, la pèrdua d’aquest espín, coneguda com a relaxació d’espín, es considera un efecte indesitjable i font de dissipació d’energia. No obstant això, els investigadors catalans han trobat una manera innovadora d’aprofitar aquesta pèrdua, transformant-la en un flux d’electrons ordenat, és a dir, en corrent elèctric.

El dispositiu desenvolupat pels científics utilitza materials específics amb una estructura atòmica precisa que permet capturar i convertir eficientment l’energia alliberada durant la relaxació d’espín. Aquesta tecnologia es basa en el fenomen de l’efecte termoelèctric d’espín, que consisteix en la generació d’un voltatge elèctric a partir d’un gradient de temperatura d’espín. En altres paraules, en lloc de malgastar l’energia de l’espín perdut en forma de calor, el dispositiu la recicla i la transforma en electricitat.

Aquesta fita podria tenir un impacte transformador en el camp de la IA. Actualment, els models d’aprenentatge profund, com els utilitzats en el reconeixement d’imatges o el processament del llenguatge natural, requereixen enormes quantitats d’energia per entrenar-se i operar. La capacitat d’alimentar xips d’IA amb l’energia recuperada de la relaxació d’espín reduiria dràsticament el consum energètic, fent que la IA sigui més accessible i respectuosa amb el medi ambient.

A més, la tecnologia desenvolupada podria ser aplicada en altres àrees, com la sensors quàntics d’alta sensibilitat i el desenvolupament de dispositius electrònics més eficients. Els investigadors estan treballant ara en la millora del rendiment i l’escalabilitat del dispositiu, amb l’objectiu de portar aquesta tecnologia innovadora al mercat en els propers anys.

Secció per a aprenents de català

• Fugacitat: Qualitat d’allò que és fugaç, que dura poc. Sinònims: evanescència, transitorietat.
• Aplanant el camí: Facilitant o preparant el camí per a alguna cosa. Sinònim: preparant el terreny.
• Espín: Propietat quàntica intrínseca de les partícules subatòmiques, associada a un moment angular.
• Relaxació d’espín: Procés pel qual un espín retorna al seu estat d’equilibri, perdent energia.
• Efecte termoelèctric d’espín: Generació d’un voltatge elèctric a partir d’un gradient de temperatura d’espín.
• Gradient: Variació d’una quantitat física (temperatura, pressió, etc.) en un espai determinat.
• Aprenentatge profund: Branca de l’aprenentatge automàtic que utilitza xarxes neuronals artificials amb múltiples capes per analitzar dades i prendre decisions.
• Escalabilitat: Capacitat d’un sistema o tecnologia per adaptar-se i funcionar correctament a mesura que augmenta la demanda o el volum de dades.
• Fita: Esdeveniment o assoliment important. Sinònim: èxit, proesa.
• Sensors quàntics: Dispositius de mesura que exploten les propietats de la mecànica quàntica per aconseguir una alta sensibilitat.

Nota gramatical:

El català utilitza sovint estructures impersonals amb el verb “ser” per expressar la possibilitat o probabilitat d’un esdeveniment. Per exemple, “Podria ser aplicada” significa “podria ser aplicat” o “podria ser que s’apliqui”. L’ús del condicional expressa aquesta possibilitat.