Uma equipa conjunta do Professor Choi Yang-kyu e do Professor Kim Sang-hyun da Faculdade de Engenharia Eletrotécnica do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST) publicou recentemente os resultados da sua investigação na Science Advances, anunciando o desenvolvimento bem-sucedido de uma máquina de Ising oscilatória baseada em processos tradicionais de semicondutores de silício. O dispositivo realiza a resolução rápida de problemas de otimização combinatória através da sincronização de múltiplos osciladores, sendo aplicável a áreas como planeamento de rotas logísticas, construção de carteiras financeiras e design de circuitos semicondutores, oferecendo uma solução viável para a implementação direta de hardware de otimização dedicado nas linhas de fabrico existentes.
A equipa de investigação focou-se em osciladores de sinal elétrico periódico, integrando o oscilador e o acoplador através de um único transístor de silício, reduzindo significativamente o desvio de frequência entre componentes e melhorando a conetividade. Em experiências, o dispositivo resolveu com sucesso o problema do corte máximo — um problema típico de otimização combinatória que divide uma rede em dois grupos para maximizar o número de ligações. O Professor Choi Yang-kyu salientou: "Os métodos tradicionais dependem do controlo preciso da diferença de frequência dos osciladores, enquanto a nossa tecnologia alcança um acoplamento multinível através de processos baseados em silício, permitindo uma reflexão mais precisa dos pesos do problema e aumentando significativamente a eficiência da procura de soluções."
A principal vantagem deste hardware reside na sua compatibilidade com o processo CMOS, não exigindo materiais especiais ou linhas de produção não padronizadas, podendo ser produzido em massa diretamente nas fábricas de semicondutores existentes. A equipa de investigação sublinha que esta característica acelerará a transferência da tecnologia do laboratório para cenários industriais, com um potencial significativo especialmente em áreas que requerem otimização combinatória em larga escala, como a automação de design de semicondutores e a otimização de redes de comunicação. O Professor Kim Sang-hyun acrescentou: "À medida que a miniaturização dos transístores se aproxima dos limites físicos, a exploração de novas funcionalidades torna-se crucial. Esta investigação valida o terceiro paradigma funcional do transístor como oscilador, fornecendo uma nova direção para o futuro design de hardware."
De uma perspetiva histórica, a tecnologia de transístores passou por duas grandes fases: comutação e amplificação. Este avanço é definido como a "terceira vaga" — o transístor como oscilador. Esta mudança de paradigma não só expande as fronteiras da aplicação de semicondutores, como também fornece suporte de hardware para tarefas de otimização de baixo consumo energético e alta capacidade de resposta em tempo real no domínio das tecnologias de informação e comunicação.
Detalhes da publicação: Autores: Seong-Yun Yun et al., Título: "Máquina de Ising escalável composta inteiramente por transístores de silício", Publicado em: Science Advances (2026), Informação da revista: Science Advances