El big data se está convirtiendo en un gran problema. Ante el aumento de las emisiones de los centros de datos, los investigadores están recurriendo a nuevas soluciones de almacenamiento. Los cristales de memoria y el ADN son dos de las tecnologías más avanzadas.
En una visita a Japón en 1999, el investigador Peter Kazansky se encontró con un misterioso fenómeno físico que ahora cree que contiene la respuesta al futuro del almacenamiento de datos.
En el laboratorio de optoelectrónica de la Universidad de Kioto, los científicos estaban experimentando con la escritura sobre vidrio utilizando láseres ultrarrápidos de femtosegundos que emiten un pulso de luz cada cuatrillónésima de segundo.
Pero notaron algo inusual en cómo la luz viajaba a través del vidrio tratado con láser. La dispersión de Rayleigh es un efecto bien establecido que describe cómo la luz blanca rebota en partículas pequeñas en todas direcciones (lo que explica, entre otras cosas, por qué el cielo se ve azul ). Pero en este caso, la luz no rebotaba como se esperaba.
Esta fue la primera prueba de que podíamos usar la luz para “imprimir” patrones complejos dentro de materiales transparentes a una escala menor que la longitud de onda de la luz – Peter Kazansky
«Fue difícil de explicar», afirma Kazansky, profesor de optoelectrónica en la Universidad de Southampton (Reino Unido), quien colaboraba con los investigadores de la Universidad de Kioto. «Vimos cómo la luz se dispersaba de una forma que parecía desafiar las leyes de la física».
La desconcertante observación finalmente provocó una verdadera revelación, afirma Kazansky. Los investigadores descubrieron nanoestructuras ocultas dentro del vidrio de sílice, creadas por microexplosiones de los láseres de femtosegundos.
Imagine sostener una gruesa roca de cristal frente al sol y ver la luz rebotando en ella en múltiples direcciones. Con la técnica láser, los investigadores de Kioto crearon accidentalmente pequeños agujeros con la misma propiedad.
Unas 1.000 veces más pequeñas que el grosor de un cabello humano, estos «remolinos» de luz son tan diminutos que resultan imperceptibles para el ojo humano. Pero pronto los científicos comprendieron que tenían una utilidad potencialmente transformadora. «Esta fue la primera prueba de que podíamos usar la luz para ‘imprimir’ patrones complejos dentro de materiales transparentes a una escala menor que la longitud de onda de la luz», afirma Kazansky.
Ahora, 27 años después, espera que el descubrimiento pueda ayudar a resolver uno de los problemas más difíciles de nuestra era de la información: el almacenamiento masivo de datos.
Nuestro problema de datos
En la era de internet, la IA, los hogares inteligentes y el capitalismo de la vigilancia, hay algo que no podemos dejar de producir: datos. Para 2028, generaremos colectivamente 394 billones de zettabytes de estos datos cada año, según predice la empresa de análisis IDC (un zettabyte equivale a un billón de gigabytes). Cada vez que hacemos algo en internet —ver un vídeo de YouTube, enviar un correo electrónico, hacer una pregunta a un chatbot de IA—, se filtran cadenas de datos al ciberespacio.
Y aunque podríamos inclinarnos a pensar que los datos son más livianos que el aire, que viajan intangiblemente a través de cables bajo el mar o burbujean suavemente en «la nube» en algún lugar sobre nuestras cabezas, de hecho requieren recursos físicos intensivos , cuya demanda ahora está demostrando ser insaciable .
El dilema de dónde colocar todo esto está inspirando algunas soluciones novedosas, como la de Kazansky de grabar datos en vidrio con láser. Pero científicos y empresas como Microsoft también están estudiando otras opciones, como el almacenamiento de datos en ADN.
Imágenes GettyLos datos se procesan y almacenan en centros de datos: gigantescas estructuras alienígenas repletas de racks de 2 metros de altura repletos de servidores parpadeantes. Estas cajas zumbantes de hardware y cables consumen la energía necesaria para alimentar tanto sus sistemas informáticos como los vastos sistemas de refrigeración internos necesarios para evitar que se quemen. (Un centro de datos no es un lugar agradable para trabajar: caluroso y ensordecedor, es ideal para quienes pueden «soportar mucho dolor» , según una investigación de 2025 New Yorker).
El método codifica los datos en cinco dimensiones, dice, utilizando la diferencia en la orientación y la intensidad de la luz combinada con la ubicación de diferentes «voxels» (es decir, píxeles 3D individuales con coordenadas x, y, z).
SPhotonix«Al aprovechar estas propiedades de la luz, podemos almacenar datos en cinco dimensiones en lugar de las tres habituales, lo cual es clave para lograr la alta densidad necesaria para el almacenamiento ‘eterno'», afirma Kazansky. (Lea más sobre cómo se podrían almacenar datos durante milenios ).
Los datos se leen mediante un microscopio óptico personalizado equipado con una cámara que detecta la intensidad y la polarización de la luz. «Dado que las nanoestructuras modifican la forma en que la luz viaja a través de ellas, utilizamos una óptica especial para detectar estos cambios de polarización, que luego se decodifican en datos digitales», explica Kazansky.
Los «cristales de memoria» de Kazansky requieren energía para el proceso de escritura de datos, pero no requieren potencia adicional para mantenerlos, y el proceso de lectura no consume mucha energía. Pueden contener una cantidad vertiginosa de datos en una superficie muy pequeña —teóricamente, hasta 360 terabytes (TB, cada uno equivalente a 1000 GB) de datos en un plato de vidrio de 12,7 cm— y, según él, duran prácticamente para siempre. Están fabricados con vidrio de sílice fundido, conocido por su durabilidad y estabilidad térmica . El único requisito especial es que estén protegidos por un contenedor resistente, ya que, al estar hechos de vidrio, aún son susceptibles de romperse a la antigua usanza.
Junto con su hijo, Kazansky fundó una empresa en 2024 para comercializar su idea y recientemente completó una ronda de financiación de 4,5 millones de dólares (3,3 millones de libras) . Afirma que SPhotonix ya está en conversaciones con empresas tecnológicas para presentar algunos de sus prototipos en sus centros de datos durante los próximos dos años. Sin embargo, por ahora, el enfoque sigue siendo «perfeccionar la tecnología para garantizar su robustez» para estos fines, añade.
Actualmente, la empresa puede alcanzar una velocidad de lectura de aproximadamente 30 MB por segundo, pero prevé aumentar sus velocidades de lectura y escritura a 500 MB por segundo en los próximos tres a cinco años, según Kazansky. (En contraste, las soluciones de almacenamiento en cinta magnética más recientes ofrecen hasta 400 MB por segundo ). «Nuestro objetivo es que la recuperación de datos sea tan fluida como usar un disco duro moderno», afirma.
Pero no todos creen que los cristales de memoria representen el futuro inmediato del almacenamiento de datos. Según Srinivasan Keshav, profesor de informática de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), un problema es que la tecnología no es retrocompatible con la infraestructura existente, lo que crea enormes barreras para su adopción.
Kazansky no es el único que piensa en cómo abordar la gran cantidad de datos del siglo XXI. Si bien él ha encontrado respuestas en granos de arena, otros han recurrido al sustrato granular de toda la vida orgánica.
datos de ADN
La idea de usar el ADN como medio de almacenamiento fue propuesta por primera vez en 1964 por el físico soviético Mijaíl Samoilovich Neiman, y las demostraciones realizadas desde la década de 1980 han confirmado su viabilidad. Sus defensores afirman que constituye una solución extraordinariamente eficiente y duradera. En teoría, un solo gramo de ADN podría almacenar hasta 215 petabytes (PB, equivalentes a un millón de GB) de datos durante miles de años.
Imágenes GettyTransformar bytes en bases de nucleótidos resulta sorprendentemente sencillo. «Se toman los datos digitales y se asignan a los componentes básicos del ADN», explica Thomas Heinis, profesor de gestión de datos del Imperial College de Londres. Las cuatro letras base del ADN, A, T, C y G, se convierten en 01, 00, 11 y 10. «Luego se sintetiza una molécula —su representación física— y se almacena durante el tiempo que se desee».
Una frase favorita entre los investigadores del almacenamiento de datos de ADN es que «se podrían almacenar todos los datos del mundo en una cucharilla», dice Heinis. Sin embargo, en realidad, sería muy difícil localizar los datos buscados en este glóbulo indiferenciado, añade.
Sin embargo, es crucial que los requisitos de almacenamiento no consuman mucha energía. «Es energéticamente eficiente, porque si se almacena en un lugar adecuado, no es necesario refrigerarlo «, afirma Heinis.
Están surgiendo nuevas empresas en el sector del almacenamiento de ADN, y en los últimos años se ha avanzado en la reducción del coste de la lectura de ADN, afirma Heinis. Sin embargo , el coste general sigue siendo un obstáculo. «Sigue siendo demasiado caro», afirma, especialmente en lo que respecta a la síntesis del ADN. «En cuanto a la escritura, aún no hemos visto un gran avance, así que es fundamental», concluye Heinis. «Una vez que sea lo suficientemente barato, todo lo demás se solucionará».
Es poco probable que las tecnologías de sílice y ADN reemplacen el almacenamiento convencional para las cargas de trabajo informáticas o de inteligencia artificial cotidianas en el corto plazo – Tania Malik
Aunque Heinis describe los cristales de memoria de Kazansky como un «competidor directo del almacenamiento de ADN», donde el ADN podría tener una ventaja es que «siempre podremos leer el ADN», debido a sus amplias aplicaciones médicas. «Con otras tecnologías, la pregunta es cuánto durará el dispositivo de lectura», afirma.
Heinis señala que ahora es cada vez más difícil leer dispositivos como los disquetes, que se lanzaron en la década de 1970 , pero que quedaron prácticamente obsoletos a principios de la década de 2000. «Hay empresas que ofrecen almacenamiento de datos durante más de 100 años. Pero ¿cuáles de estas empresas seguirán existiendo dentro de 100 años?»
De los gigantes tecnológicos, Microsoft es el que ha mostrado mayor interés en experimentar con nuevos tipos de almacenamiento de datos. En 2016, la compañía anunció que había almacenado 200 MB de datos en ADN, incluyendo una base de datos de semillas guardada en la Bóveda Global de Semillas de Svalbard, así como la Declaración Universal de los Derechos Humanos en más de 100 idiomas. En 2020, Microsoft y otras empresas fundaron la Alianza para el Almacenamiento de Datos de ADN.
«La demanda de almacenamiento de datos a largo plazo en la nube está alcanzando niveles sin precedentes y estamos llegando al límite de lo que es posible con las tecnologías de almacenamiento existentes», dijo un portavoz de Microsoft a la BBC.
Microsoft también patrocinó el grupo de investigación de Kazansky en la Universidad de Southampton como parte de su Proyecto Sílica entre 2017 y 2019. «Juntos comprobamos el principio fundamental, y después continuaron desarrollando la tecnología de forma independiente», afirma Kazansky.
MicrosoftEn febrero de 2026, Microsoft publicó un artículo en Nature que detallaba un nuevo logro en este ámbito. La compañía logró almacenar datos en vidrio de borosilicato, presente en utensilios de cocina y puertas de hornos, además del vidrio de sílice fundido estándar. El vidrio de borosilicato es mucho más económico, lo que hace que la idea sea más viable económicamente, y además es muy duradero. La compañía afirma que estos datos podrían almacenarse hasta 10 000 años.
El portavoz de Microsoft dijo a la BBC que, si bien sus pruebas de concepto han demostrado ser prometedoras, actualmente no está comercializando esta investigación.
Repensando la informática
Por supuesto, resolver el problema del almacenamiento de datos a largo plazo es solo una parte de la solución a los centros de datos que consumen mucha energía. El sílice y el ADN son «muy atractivos desde una perspectiva de sostenibilidad», reconoce Tania Malik, profesora adjunta de la Escuela de Informática y Ciberseguridad de la Universidad Tecnológica de Dublín (Irlanda). «Sin embargo, es poco probable que estas tecnologías sustituyan al almacenamiento convencional para las cargas de trabajo informáticas o de IA cotidianas en un futuro próximo».
Malik afirma que existen maneras más prácticas de abordar el problema del consumo energético de los datos de alta demanda a corto plazo. «Un aspecto importante es mejorar la eficiencia de la infraestructura, por ejemplo, mediante procesadores más eficientes energéticamente y técnicas de refrigeración avanzadas, como la refrigeración líquida o la refrigeración por aire libre», afirma.
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Al mismo tiempo, añade, hay «un creciente reconocimiento de que la eficiencia también debe abordarse a nivel de software y de carga de trabajo, no sólo a nivel de infraestructura».
«En la computación de alto rendimiento y en la nube, el rendimiento ha sido tradicionalmente la métrica dominante, pero la eficiencia energética debe considerarse igualmente importante», afirma Malik. «Esto implica diseñar algoritmos y aplicaciones que tengan en cuenta el consumo energético». También implica utilizar la potencia de cálculo adecuada para la tarea en cuestión, añade. «No todas las tareas necesitan el modelo de IA más grande posible ni el tiempo de ejecución más rápido posible».
Pero ante la acumulación exponencial de datos, también podría ser necesario un replanteamiento radical, afirma Malik. ¿Realmente necesitamos todos los datos que producimos? Cada vez más, parte de la solución, afirma, «es ser más conscientes de lo que conservamos».
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