Un equipo conjunto liderado por los profesores Choi Yang-gyu y Kim Sang-hyun de la Facultad de Ingeniería Eléctrica del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) publicó recientemente los resultados de su investigación en Science Advances, anunciando el desarrollo exitoso de una máquina de Ising oscilatoria basada en procesos tradicionales de semiconductores de silicio. Este dispositivo logra la resolución rápida de problemas de optimización combinatoria mediante la sincronización de múltiples osciladores, siendo aplicable a áreas como la planificación de rutas logísticas, la construcción de carteras financieras y el diseño de circuitos semiconductores, ofreciendo una solución viable para implementar hardware de optimización especializado directamente en las líneas de fabricación existentes.

El equipo de investigación se centró en osciladores de señales eléctricas periódicas, logrando la integración del oscilador y el acoplador mediante un solo transistor de silicio, lo que reduce significativamente la desviación de frecuencia entre componentes y mejora la conectividad. En los experimentos, el dispositivo resolvió con éxito el problema de la partición máxima, un problema típico de optimización combinatoria que consiste en dividir una red en dos grupos para maximizar el número de conexiones. El profesor Choi Yang-gyu señaló: «Los métodos tradicionales dependen del control preciso de la diferencia de frecuencia del oscilador, mientras que nuestra tecnología logra un acoplamiento multinivel mediante procesos basados en silicio, lo que permite un reflejo más preciso de los pesos del problema y aumenta significativamente la eficiencia en la búsqueda de soluciones».

La principal ventaja de este hardware reside en su compatibilidad con la tecnología CMOS, ya que no requiere materiales especiales ni líneas de producción no estándar, lo que permite su fabricación a gran escala directamente en las plantas de semiconductores existentes. El equipo de investigación subraya que esta característica acelerará la transferencia de la tecnología del laboratorio a los escenarios industriales, con un potencial especialmente significativo en campos que requieren optimización combinatoria a gran escala, como la automatización del diseño de semiconductores y la optimización de redes de comunicación. El profesor Kim Sang-hyun añadió: «A medida que la miniaturización de los transistores se acerca a su límite físico, la exploración de nuevas funcionalidades se vuelve clave. Esta investigación verifica un tercer paradigma funcional del transistor como oscilador, ofreciendo una nueva dirección para el futuro diseño de hardware».

Desde una perspectiva histórica, la tecnología de transistores ha pasado por dos grandes etapas: conmutación y amplificación. Este avance se define como la «tercera ola»: el transistor como oscilador. Este cambio de paradigma no solo amplía las fronteras de aplicación de los semiconductores, sino que también proporciona soporte de hardware para tareas de optimización de bajo consumo y alta capacidad de respuesta en tiempo real en el campo de las tecnologías de la información y la comunicación.

Detalles de la publicación: Autores: Seong-Yun Yun et al., Título: Máquina de Ising escalable compuesta enteramente por transistores de silicio, Publicado en: Science Advances (2026), Información de la revista: Science Advances