Processador molecular supera supercomputadores II

Processador molecular

Pesquisadores japoneses fizeram uma demonstração experimental de uma computação quântica que mostra que uma única molécula pode efetuar cálculos várias vezes mais rapidamente do que qualquer computador atual.

Embora outros cientistas há houvessem demonstrado que uma molécula pode substituir um transístor, agora a molécula funcionou como o processador inteiro, superando por uma larga margem os mais modernos processadores.

 Computação molecular

Em um artigo publicado no exemplar de Maio da conceituada Physical Review Letters, uma das mais importantes revistas científicas do mundo, os pesquisadores descrevem uma prova de conceito de computação molecular realizada com uma única molécula de iodo.

"As funções de onda de sistemas eletricamente neutros podem ser usados como portadoras de informação capazes de substituir as cargas elétricas reais dos atuais chips de silício," diz o Dr. Kenji Ohmori, da Universidade de Tohoku, que liderou uma equipe de várias instituições do Japão.

O cálculo realizado envolveu a solução de uma transformada discreta de Fourier, um algoritmo muito utilizado em computação, particularmente útil para analisar certos tipos de sinais.

"Nós demonstramos experimentalmente uma nova porta lógica baseada na evolução temporal de uma função de onda," dizem os cientistas.

O cálculo das transformadas de Fourier, com quatro e oito elementos, "rodou" na molécula utilizando tanto dados arbitrários quanto dados reais inseridos por uma fonte de laser pulsado.

Pouco prático

Embora a computação molecular tenha se mostrado extraordinariamente rápida, o aparato necessário para manipular a molécula é complexo, delicado e difícil de operar.

Além disso, os cientistas ainda não sabem exatamente como um processador molecular constituído por uma única molécula - ou, ainda mais complicado, por várias delas - poderia ser conectado com os periféricos necessários para construir um computador prático.

Infelizmente, moléculas não vêm com portas USB, onde se possam plugar teclados e monitores. Inserir os dados e recolher os resultados exige, além de um grande aparato de laboratório, o trabalho exaustivo de vários pesquisadores.

Esforços promissores

Ainda assim, o Dr. Ian Walmsley, da Universidade de Oxford, que não participou da pesquisa, acredita que os resultados são promissores. Ele deu sua opinião ao comentar a pesquisa, na própria revista.

Para ele, a velocidade de cálculo obtida com a molécula de iodo é tão alta que pode valer a pena dedicar esforços para encontrar formas mais práticas e simples de operar esses "processadores moleculares."

Recentemente, um outro grupo de pesquisadores criou um "compilador" para computadores moleculares, um atalho importante no longo caminho que a computação molecular terá para passar da teoria à prática.

Fonte: Inovação Tecnológica

Bibliografia:

Ultrafast Fourier Transform with a Femtosecond-Laser-Driven Molecule
Kouichi Hosaka, Hiroyuki Shimada, Hisashi Chiba, Hiroyuki Katsuki, Yoshiaki Teranishi, Yukiyoshi Ohtsuki, and Kenji Ohmori
Physical Review Letters
May 3
Vol.: 104, 180501 (2010)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.180501

Pesquisadores avançam na concepção da computação molecular I

Pesquisadores do School of Computing, da Universidade de Kent, deram avanços significativos no campo da computação molecular. Entre eles está a definição dos limites fundamentais desses computadores biológicos.

Computação de DNA pretende criar "máquinas" a partir de moléculas.

A computação molecular, também chamada de computação de DNA, é a codificação de dados em DNA.  O objetivo é diminuir os blocos básicos da eletrônica para dimensões microscópicas, transformando moléculas em minúsculos computadores. Isso pode garantir o poder e desenvolvimento da computação nas próximas décadas. Ao invés de fazer miniaturas de computadores, os pesquisadores pretendem construir computadores a partir das moléculas – pegando as menores partículas de uma matéria e as organizando de forma lógica, atuando como memórias.

Tentativas da computação molecular usando componentes de organismos, como os genes, para executar cálculos dentro de células vivas já foram feitas. Agora, boa parte do trabalho é teórica, visando futuras aplicações da tecnologia.

O artigo publicado pelo Journal of the Royal Society Interface mostra que definindo os limites fundamentais aos quais os computadores moleculares estão sujeitos, seria possível avaliar a velocidade com que eles podem realizar um cálculo.

Dominique Chu, autor do artigo, explica: “Há uma variedade de diferentes mecanismos pela qual organismos vivos operam, e em diferentes níveis. Os exemplos incluem os sistemas neurológicos em organismos complexos e até proteínas individuais. Entender o que limita a eficiência e a velocidade desses cálculos não é apenas de interesse prático – por exemplo, no interesse de se construir novas formas de vida -, mas fornecer novas ideias de formato para sistemas vivos principais”.

As pesquisam indicaram que a velocidade dos computadores biomoleculares é basicamente limitada pela taxa metabólica, ou a capacidade de processar energia. Uma das principais conclusões é que um computador molecular tem que equilibrar a velocidade com a qual processa e a precisão do resultado. Contudo, um computador molecular pode melhorar tanto a velocidade quanto a precisão de um cálculo pela melhor da energia. Em computadores moleculares, isso seria obtido por alimentos.