ALMACENAR INFORMACIÓN EN HOLOGRAMAS: EL FUTURO DE LA COMPUTACIÓN

José Luis Oltra

Físico y divulgador científico

Siempre se habla de la cantidad de residuos que generamos, pero no suele mencionarse tanto la cantidad de datos que producimos día tras día. Con los mensajes de texto que intercambiamos, las fotografías y vídeos que tomamos, todo lo que publicamos en redes sociales o incluso con cualquier visita a una página web. Cada acción digital contribuye a una creciente montaña de bytes, datos e información. Se estima que para 2025, el mundo alcanzará los 200 zettabytes de datos, es decir, habremos creado la misma cantidad de bytes que estrellas hay en el universo. Este volumen masivo plantea desafíos en sí mismo. No solo en términos de la simple capacidad de almacenarlos sino de hacerlo de forma eficiente y, sobre todo, sostenible. En este aspecto la holografía está emergiendo como una solución prometedora. O más bien lleva algunas décadas emergiendo.

El almacenamiento de información ha jugado un papel clave en el desarrollo de la computación. Desde las tarjetas perforadas de las primeras computadoras, pasando por las cintas magnéticas hasta los modernos discos duros, la evolución del almacenamiento de datos ha sido constante. Cada nueva tecnología ha traído consigo mejoras en capacidad y eficiencia, que a su vez han permitido el avance de todos los demás sistemas que conforman una computadora. Sin embargo, con el ritmo acelerado de generación de datos en el siglo XXI, estas tecnologías están llegando a sus límites. Aquí es donde la holografía ofrece un nuevo horizonte.

El almacenamiento de datos mediante holografía consigue codificar información en formatos tridimensionales, como cristales o fotopolímeros. Esta tecnología promete una densidad de almacenamiento significativamente mayor en comparación con los métodos convencionales. Por ejemplo, investigadores chinos recientemente desarrollaron una tecnología que logra almacenar 150 imágenes en escala de grises en un soporte de solo 2 mm de espesor, alcanzando una densidad de 41’1 Gb por centímetro cúbico.

Este proceso utiliza patrones de interferencia óptica dentro de un material óptico fotosensible para codificar información. Comienza con un láser, cuyo haz de luz se divide en dos que serán capaces de interferir sobre el material fotosensible, para grabar un determinado patrón. Según la interferencia sea constructiva o destructiva, crearán patrones que podrán interpretarse como cadenas de bits digitales.. Al ajustar aspectos como el ángulo del haz de referencia, su longitud de onda o la posición del medio, se pueden almacenar gran cantidad de información en poco volumen. Para leer los datos, se reproduce el mismo haz de referencia que se usó para crear el holograma, iluminando el patrón de interferencia específico. La luz se difracta sobre este patrón y se proyecta sobre un detector que lee los datos en paralelo, procesando más de un millón de bits simultáneamente. Esta técnica permite una alta densidad de almacenamiento y una rápida tasa de transferencia de datos.

Más allá de la impresionante capacidad de almacenamiento, la holografía también ofrece beneficios ecológicos. Al no requerir partes físicas en movimiento, los sistemas de almacenamiento holográfico tienen el potencial de ser más duraderos y menos contaminantes. Esta sostenibilidad es crucial en un mundo cada vez más consciente del impacto ambiental de la tecnología. Sin embargo, a pesar de sus prometedoras capacidades, esta tecnología se enfrenta a varios inconvenientes que han impedido su comercialización masiva. La fabricación de los componentes necesarios para el almacenamiento holográfico, como los materiales fotosensibles y los sistemas de láser precisos, es bastante costosa. Esto hace que los dispositivos sean más caros en comparación con las tecnologías de almacenamiento existentes. Además, los materiales fotosensibles utilizados pueden ser sensibles a factores ambientales como la luz, la temperatura y la humedad, lo que afecta la estabilidad y durabilidad de los datos almacenados.

La tecnología holográfica involucra un alto grado de precisión y control en la manipulación de la luz láser y el manejo de patrones de interferencia. Esta complejidad técnica presenta desafíos en la producción y mantenimiento de sistemas de almacenamiento holográfico de bajo coste. La continua mejora y reducción de costes en tecnologías de almacenamiento más tradicionales, como los discos duros de estado sólido han mantenido la holografía en un nicho más experimental y menos comercial. Esta tecnología ha dado muy buenos resultados en el laboratorio y a pequeña escala, que no han podido replicarse con costes más modestos, necesarios para que llegue al mercado y pueda posicionarse como una alternativa a los sistemas actuales de almacenamiento.

Es decir, escalar la tecnología para su uso comercial masivo ha demostrado ser un desafío significativo, dado los requisitos de precisión y calidad del material involucrado. Todo esto ha mantenido la holografía principalmente en el ámbito de la investigación y en fases de desarrollo, con aplicaciones limitadas y específicas, en lugar de una adopción comercial amplia.

Por tanto, aunque todavía está en desarrollo y no ha llegado a estar ampliamente comercializada, la tecnología de almacenamiento de datos holográficos se perfila como una respuesta a la creciente necesidad de soluciones de almacenamiento digital más eficientes y sostenibles. Con empresas e instituciones de investigación clave invirtiendo en esta tecnología óptica, la holografía podría ser el próximo gran avance, marcando el comienzo de una nueva era en el almacenamiento de datos.