Un hallazgo en un laboratorio japonés en 1999 podría marcar el rumbo del futuro digital. Los llamados ‘cristales de memoria’ se perfilan como la tecnología capaz de almacenar volúmenes inmensos de información durante miles de años, gracias a la manipulación de la luz dentro del vidrio por medio de láseres ultrarrápidos.
El avance, liderado por el investigador Peter Kazansky y su equipo, ofrece una alternativa revolucionaria para enfrentar el crecimiento imparable de datos en la era de la inteligencia artificial y el internet de las cosas. Sus declaraciones y aportes a la ciencia fueron dados a conocer por BBC.
El descubrimiento de los ‘cristales de memoria’ y su base física
La historia de esta tecnología arranca en el laboratorio de optoelectrónica de la Universidad de Kioto, donde Peter Kazansky se topó con un fenómeno peculiar: la luz, al atravesar vidrio tratado con láseres de femtosegundos, se dispersaba de manera anómala, “de una forma que parecía desafiar las leyes de la física”, según el propio investigador.
Es menester señalar que esta observación llevó al descubrimiento de nanostructuras en el vidrio de sílice, generadas por microexplosiones del láser.
Los experimentos permitieron crear diminutos orificios en el interior del cristal, mil veces más pequeños que el grosor de un cabello humano, capaces de dispersar la luz en múltiples direcciones. Estos microrremolinos no solo resultaron invisibles para el ojo humano, sino que demostraron ser idóneos para almacenar patrones complejos de información a una escala inferior a la longitud de onda de la luz.
El principio detrás de los cristales de memoria reside en grabar datos dentro del vidrio usando láseres ultrarrápidos, lo que genera estructuras microscópicas que pueden leerse posteriormente mediante óptica avanzada.
Esta técnica permite codificar información no solo en tres dimensiones, sino en cinco, utilizando la posición, orientación e intensidad de la luz en cada punto del vidrio.
El reto del almacenamiento masivo de datos y la urgencia de soluciones
El contexto que motiva la búsqueda de innovaciones como los ‘cristales de memoria’ es la generación creciente de datos a nivel global. Según proyecciones de IDC, para 2028 la humanidad producirá 394 billones de zettabytes de información cada año.
Detrás del aparente “peso ligero” de los datos digitales se ocultan enormes demandas físicas: centros de datos colosales, consumo masivo de electricidad y recursos materiales, y un impacto ambiental creciente.
Actualmente, la mayoría de la información se almacena en discos duros y cintas magnéticas dentro de grandes centros de datos, que requieren energía constante para disipar calor y mantener la información accesible.
Los datos “calientes”, que deben estar disponibles de inmediato, son responsables de buena parte del gasto energético, pero hasta el 80% del total son datos “fríos”: información que raramente se consulta, como registros legales, copias de seguridad o archivos históricos.
La cinta magnética, aunque eficiente en costos y capaz de almacenar grandes volúmenes, demanda reemplazos periódicos y condiciones ambientales controladas, lo que implica aún más consumo energético y generación de residuos.
El auge de la inteligencia artificial ha incrementado la presión sobre estas infraestructuras, acelerando la necesidad de soluciones radicalmente distintas.
Cómo funcionan los ‘cristales de memoria’ y por qué representan un salto tecnológico
La tecnología de los cristales de memoria basa su funcionamiento en la inscripción de datos dentro del vidrio de sílice utilizando láseres de femtosegundos.
Las microexplosiones inducidas por el láser generan nanoestructuras que actúan como “vóxeles” (píxeles tridimensionales) y que pueden almacenar información en cinco dimensiones: las coordenadas espaciales x, y, z, además de la orientación y la intensidad de la luz.
Kazansky explica que “al aprovechar estas propiedades de la luz, podemos almacenar datos en cinco dimensiones en lugar de las tres habituales, lo cual es la clave para lograr la alta densidad necesaria para un almacenamiento ‘eterno’”.
La lectura se realiza con microscopios ópticos especializados, capaces de detectar variaciones en la polarización y la intensidad de la luz atravesando estas nanoestructuras y traducirlas de nuevo en datos digitales.
Una de las ventajas más notables es que estos discos de vidrio solo requieren energía durante el proceso de escritura, no para el almacenamiento prolongado ni la lectura, lo que representa una reducción drástica en el consumo energético frente a los métodos tradicionales.
En teoría, un disco de 12,7 centímetros puede almacenar hasta 360 terabytes de datos, una cifra muy superior a la de los dispositivos convencionales.
Además, la durabilidad es prácticamente ilimitada: el vidrio de sílice es resistente al calor, a la humedad y al paso del tiempo, por lo que los datos podrían conservarse durante miles de años, siempre y cuando el disco no sufra daños físicos por rotura.
Perspectivas comerciales y desafíos actuales de los ‘cristales de memoria’
En 2024, Peter Kazansky y su hijo fundaron SPhotonix para llevar esta innovación al mercado. La empresa ha conseguido una ronda de financiación de USD 4,5 millones y mantiene negociaciones con compañías tecnológicas para implementar prototipos en centros de datos en los próximos años.
El objetivo inmediato, según Kazansky, es “perfeccionar la tecnología para garantizar que sea lo suficientemente robusta” para aplicaciones empresariales de gran escala.
Actualmente, los ‘cristales de memoria’ alcanzan velocidades de lectura de 30 MB por segundo, con la meta de llegar a 500 MB por segundo en los siguientes tres a cinco años. Esta capacidad los acerca al rendimiento de las mejores soluciones actuales de almacenamiento en cinta magnética, que ya alcanzan hasta 400 MB por segundo.
Kazansky sostiene: “Nuestra meta es que recuperar datos… sea tan fluido como usar un disco duro moderno”. El reto principal reside en aumentar la velocidad y la fiabilidad de la lectura y escritura, así como en reducir los costes de producción para lograr una adopción masiva.
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