O Futuro dos Computadores - Nanocomputadores Químicos e Bioquímicos

Nanocomputadores Químicos


Em termos gerais, um computador químico é aquele que processa a informação através do estabelecimento e quebra de ligações químicas e armazena estados lógicos ou informações nas estruturas químicas (ou seja, moleculares) resultantes. Num nanocomputador químico a computação é baseada em reacções químicas (quebra e formação de ligações), as entradas são codificadas na estrutura molecular dos reagentes e os resultados podem ser extraídos da estrutura dos produtos de reacção o que significa que nestes computadores a interacção entre diferentes produtos químicos e suas estruturas são utilizadas para armazenar informações e processos.

nanotubos

Estas operações de computação serão realizadas de forma selectiva entre moléculas utilizando apenas algumas de cada vez em volumes com apenas alguns nanometros de lado e assim, de forma a criar um nanocomputador químico, os engenheiros têm que ser capazes de controlar átomos individuais e moléculas de modo que estes átomos e moléculas possam ser levados a executar cálculos controláveis e tarefas de armazenamento de dados. O desenvolvimento de um verdadeiro nanocomputador químico irá provavelmente seguir em moldes semelhantes aos da engenharia genética.


Nanocomputadores Bioquímicos


Tanto os nanocomputadores químicos como os bioquímicos irão armazenar e processar informações em termos de estruturas químicas e interacções. Os defensores dos computadores baseados em bioquímica apontam como "prova de existência" o facto deles serem já omnipresentes nas actividades comuns dos seres humanos e outros animais multicelulares, com sistema nervoso.

Ou seja, os nanocomputadores bioquímicos já existem na natureza e manifestam-se em todas as coisas vivas. Mas esses sistemas são em grande parte incontroláveis pelo homem o que faz com que a fabricação artificial ou a aplicação desta categoria de computadores bioquímicos naturais pareça ainda muito distante, porque os mecanismos de cérebros dos animais e do sistema nervoso ainda são muito mal entendidos. Não podemos, por exemplo, programar uma árvore para calcular os dígitos de p, ou programar anticorpos para combater uma doença específica (embora a ciência médica tenha chegado perto deste ideal na formulação de vacinas, antibióticos e medicamentos antivirais).


Nanocomputadores ADN


Em 1994, Leonard Adelman deu um passo gigantesco rumo a um tipo diferente de computador químico ou bioquímico artificial quando usou fragmentos de ADN para calcular a solução para um problema complexo da teoria dos grafos.


Usando as ferramentas da bioquímica, Adleman foi capaz de extrair a resposta correcta para o problema da teoria dos grafos de entre os muitos caminhos aleatórios representados por filamentos de ADN . Como um computador com vários processadores, este tipo de computador de ADN é capaz de analisar várias soluções para um problema simultaneamente.

Além disso, os filamentos de ADN utilizados no cálculo (aproximadamente 1017) são muitas ordens de magnitude maiores em número e mais densos do que os processadores dos supercomputadores electrónicos da actualidade. Como resultado do trabalho de Adleman, o nanocomputer químico é o único dos quatro tipos mencionados que já demonstrou capacidade de efectuar um cálculo real.


Estes computadores usam o ADN para armazenar informações e realizar cálculos complexos tirando partido da sua grande capacidade de armazenamento que lhe permite manter a matriz da complexidade dos organismos vivos. A capacidade de armazenamento de um único grama de DNA pode armazenar tanta informação como um trilião de DVDs.