A lo largo de la historia de los procesadores, los ingenieros han considerado el calor residual como un costo inevitable de cualquier cálculo. Sin embargo, Hannah Earley, de 31 años, sostiene que se trata de una decisión de diseño. Como cofundadora y directora de tecnología de Vaire Computing, una startup que desarrolla chips capaces de reciclar la energía que usualmente se desperdicia, Earley apuesta por una estrategia conocida como computación reversible. En última instancia, esta tecnología podría hacer que los centros de datos, así como nuestros celulares y computadores, sean mucho más eficientes energéticamente.
Cuando los chips convencionales realizan operaciones, borran la información que ya no necesitan durante el proceso, disipando energía en forma de calor. Earley compara esto con conducir por una ciudad y frenar bruscamente en cada intersección: el vehículo pierde impulso y debe consumir combustible adicional para acelerar nuevamente. La computación reversible busca mantener ese impulso; en lugar de eliminar los datos de los pasos intermedios, el circuito los retiene, permitiendo ejecutar el cálculo a la inversa y recuperar parte de la energía invertida.
Aunque esta idea fue propuesta hace más de 50 años, resultó impracticable con los transistores y circuitos existentes. No obstante, Earley ha replanteado por completo el hardware necesario para que la recuperación de energía sea viable. Diseñó un tipo de resonador, actualmente en proceso de patente, que funciona como un componente microscópico capaz de almacenar energía recuperada para su reutilización posterior. "Es básicamente un péndulo glorificado", comenta. El año pasado, Vaire anunció un avance clave: un chip con un resonador que recuperó más energía de la que perdió, incluso considerando el consumo necesario para alimentar el componente. Para un subcampo que existía mayoritariamente en la teoría, este resultado fue una prueba de vida.
"Está claro que tienen algo interesante entre manos", afirma Igor Markov, investigador en automatización de diseño electrónico y exprofesor de la Universidad de Michigan, Ann Arbor. A pesar de ello, señala que la tecnología se encuentra en una etapa muy temprana; la empresa requerirá "una serie de demostraciones cada vez más realistas y convincentes para atraer el apoyo industrial necesario para su comercialización".
Gradualmente se convenció de que la conexión entre información, energía y calor podría cambiar los computadores para siempre.
La trayectoria de Earley en el diseño de chips comenzó antes que la de la mayoría. Empezó a programar alrededor de los nueve años, iniciando con código de alto nivel para la web antes de profundizar en lenguajes como Perl y Java. Continuó avanzando hacia capas de computación cada vez más abstractas, hasta llegar al nivel de los transistores.
Eventualmente, ingresó a un programa de doctorado en la Universidad de Cambridge bajo la supervisión del biólogo computacional Gos Micklem. Inicialmente, investigaba cómo materiales como el ADN podrían usarse para realizar cálculos, pero a los pocos meses, Micklem le envió la tesis doctoral de 1999 de Michael Frank, un pionero en la computación reversible. Earley la leyó una vez, se mostró escéptica, la volvió a leer y reflexionó sobre ella durante algunas semanas. Gradualmente, se convenció de que la conexión entre información, energía y calor podría cambiar los computadores para siempre.
Esta fascinación redirigió por completo su trabajo de doctorado. Earley estudió los límites físicos de la computación y desarrolló software capaz de transformar programas ordinarios en reversibles. "Eventualmente, no le permití que pusiera mi nombre en ninguno de sus artículos, porque sentía que no podía pararme frente a una audiencia y dar una charla adecuada sobre ellos", recuerda Micklem. "Era su propio trabajo".
Tras completar su grado en 2021, Earley conoció a Rodolfo Rosini, emprendedor tecnológico e inversionista. Ambos cofundaron Vaire ese mismo año y, desde entonces, la compañía ha recaudado más de USD 12 millones, contrató a Frank como científico senior y ha comenzado a convertir la visión de la computación reversible en hardware tangible.
La innovación, sin embargo, no sucede de la noche a la mañana. Durante el invierno de 2022 en Grinnell, Iowa, Earley pasó semanas en el sótano de la casa de su esposa mientras la sensación térmica exterior alcanzaba aproximadamente los −40 °F, cubriendo una pizarra una y otra vez con esquemas del circuito central necesario para que la lógica reversible funcionara. Para cuando el diseño finalmente se consolidó, después de que la pareja escapara del frío hacia Las Vegas, la sensación no fue la de un momento de iluminación repentina, sino la de una oleada gradual de alivio. "No estoy completamente fuera de mis capacidades", recuerda haber sentido.
El próximo desafío de Earley y su equipo es lograr que su chip, radicalmente distinto, encaje en dispositivos y sistemas de fabricación familiares. Ella cree que ahí reside el futuro: no en seguir refinando los chips actuales, sino en reconstruirlos desde cero con la reversibilidad como eje central. "Quiero abordar cada parte de cómo se construyen los computadores", dice Earley, "y repensarlo bajo estos términos".
