Jerry Bernholc, profesor de Física en la Universidad Estatal de Carolina del Norte, está trabajando con supercomputadoras para conseguir resultados en los complejos cálculos que utiliza para estudiar las moléculas.

Bernholc está intentando mantener intacta una de las grandes tendencias de la tecnología, la Ley de Moore. Gordon Moore, el cofundador del gigante de los semiconductores Intel, predijo en 1965 que el número de transistores que la industria podría integrar dentro de un chip de ordenador se duplicaría cada 18 meses. La predicción se ha vuelto una norma para la industria de los semiconductores que continuamente comercializa chips más potentes. Pero cumplir con la Ley de Moore durante 40 años ha conducido a la industria al borde de una situación de difícil solución: quedarse sin espacio en los chips de ordenador.

"Los límites de la tecnología estándar del silicio se están alcanzando", recalca Bernholc. "Para más allá del 2011 ó 2012, la industria tiene algunas ideas de crecimiento futuro, pero no está claro cómo lograr ponerlas en práctica".

Así que Bernholc señala a la industria la dirección de la tecnología molecular. Sus simulaciones por computadora han demostrado que bastantes moléculas pequeñas exhiben una propiedad conocida como resistencia diferencial negativa. Cuando el voltaje aumenta, la corriente que fluye a través de las moléculas disminuye, lo que significa que éstas pueden usarse como interruptores. Anteriormente, los científicos pensaban que la resistencia diferencial negativa se limitaba sólo a unas pocas moléculas.

Los diseñadores pueden centrarse en procesar semiconductores en lugar de intentar posicionar moléculas específicas en una estructura, algo difícil de hacer en esa escala, la nanométrica. Bernholc también está trabajando junto con un científico de su Polonia natal en la "espintrónica", para desarrollar materiales donde el espín de los electrones se use para controlar el flujo de la electricidad.

El Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL), donde Bernholc ostenta el título de Científico Invitado Distinguido, ya posee una de las supercomputadoras más veloces del mundo, pero quienes están al frente del laboratorio buscan implementar un sistema cien veces más poderoso. La investigación de Bernholc podría ser importante en el desarrollo de tal sistema.

Tratar de mantener el ritmo actual de miniaturización de chips, cerca ya del límite máximo que las leyes físicas permiten para las arquitecturas actuales, implicará abordar nuevos enfoques de diseño. Prepararse para este reto es ahora una tarea crucial, y envuelve estudiar a fondo la estructura molecular y valerse de la potencia de cálculo de las mejores supercomputadoras disponibles.