Cientistas desenvolvem computador molecular com alta capacidade de processamento

O poder de processamento dos computadores disponíveis hoje em dia é gigantesco, há alguns cuja capacidade de realizar cálculos superam a marca de centenas de teraflops. Apesar de todo esse força bruta, nenhuma máquinas ainda foi capaz de superar os níveis de processamento de informações do cérebro humano, isso porque, a velocidade não é o único fator importante no processo, conta ponto também a habilidade de processar informações simultaneamente, o chamado paralelismo.

Cada neurônio cerebral é capaz de conecta-se a outros 1000 neurônios de uma só vez, imagine isto multiplicado pelos cerca de 86 bilhões de neurônios que existem em nosso celebro.

Seguindo os princípios dessa computação biológica, Anirban Bandyopadhyay, do Instituto Nacional de Materiais e Ciências de Tsukuba (Japão), desenvolveu um computador baseado em um conjunto de moléculas que graças a suas conexões em paralelo é capaz de realizar uma grande quantidade de cálculos.

Os cientistas tentaram imitar a capacidade de processamento do cérebro usando como base o DDQ, um composto que é capaz de apresentar quatro estados eletricos distintos (dependendo a localização de elétrons acumulados na estrutura).

Através da aplicação uma diferença de potencial, a presença de um campo elétrico ou a interação de um microscópio de corrente de tunelamento é possível fazer as moléculas DDQ mudarem seu estado elétrico, uma vez que esta tensão faz com que esses elétrons possam mudar sua localização.

E como um produto químico pode ser utilizado como base de um computador?

Quando aproximamos duas moléculas de DDQ, elas podem conectar-se entre si formando conjuntos com 2 a 6 moléculas, quando uma molécula muda seu estado as demais vão se adaptando as mudanças em cascata (uma atrás da outra), reconfigurando o conjunto de maneira automática.

Graças a estas propriedades, cada molécula DDQ atua como uma unidade de processamento básico dentro de um autômato no qual cada célula se comporta de acordo com a reconfiguração que define o resto das células para o qual ela está conectada. O processo começa com um estado inicial para cada célula que muda conforme a perturbação induzida pelo microscópio de varredura por tunelamento.

Explicando desta forma pode parecer estranho ou apenas uma teoria, mas a equipe Bandyopadhyay desenvolveu um computador composto por 300 moléculas DDQ dispostas sobre um substrato de ouro, capaz de por exemplo de calcular como o calor se difunde através de um meio condutor ou como células cancerosas se propagam através dos tecidos, tudo feito por processamento paralelo a partir de uma única camada de moléculas orgânicas!
Realmente fascinante, não?

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