O próximo estado evolutivo dos computadores pode precisar de ADN

A velocidade de processamento prometida pela computação quântica vai exigir uma capacidade de armazenamento de dados superior à actual. A solução pode passar pela tridimensionalidade.

Fotografia de chip com 6 <i>qubits</i> publicada com o artigo do Google na <i>Nature</i>
Foto
Fotografia de chip com 6 qubits publicada com o artigo do Google na Nature Erik Lucero/Google

Apodar avanços tecnológicos ou científicos de “revolucionários” levanta sempre muitos pontos de interrogação — mas, por vezes, a tentação é quase irresistível. Um exemplo é a promessa de lançamento no mercado de computadores quânticos (ou pelo menos da sua utilização através de clouds, dado que os aparelhos propriamente ditos dificilmente poderão sair dos locais onde estão a ser desenvolvidos devido às condições de que necessitam para operar). O que está em causa é uma considerável aceleração de processamento de dados e de resolução de algoritmos face aos computadores tradicionais, com previstas aplicações nos mercados financeiros, na indústria farmacêutica ou na fluidez do tráfego nas estradas (ponto de relevo para entusiastas dos carros autónomos), além de, em tese, tornar obsoleta grande parte dos sistemas de encriptação existentes (incluindo serviços de email).

A ideia foi lançada em 1980 pelo matemático russo Yuri Manin e tem sido desenvolvida graças aos contributos dos mais diversos intervenientes. A IBM foi a primeira grande empresa a mostrar resultados na criação de um computador quântico, logo no início dos anos 2000. Mas foram o Google e a NASA — que uniram esforços em 2013 — os primeiros a anunciar a comercialização dos serviços do seu D-Wave Two, que dizem ser 100 milhões de vezes mais rápido do que um computador feito com transístores. Num artigo publicado no início de Março na Nature, os investigadores do laboratório do Google dedicado a este projecto anunciaram que os computadores quânticos chegariam ao mercado no prazo de cinco anos. Dias mais tarde, a IBM fez o mesmo — embora com a formulação “nos próximos anos”. É uma corrida. A Microsoft contratou recentemente uma equipa de investigadores experientes para dar início a um projecto idêntico. Também quer competir. Assim como o gigante chinês Alibaba, que se aliou à Academia Chinesa de Ciência.

Os computadores correntes transmitem e armazenam informação em bits, que é uma abreviação de dígito binário. Ou seja, pode assumir uma de duas formas: 0 (zero) e 1, para impedir ou deixar passar energia. A computação quântica funciona com recurso a qubits, que mais não são do que do que bits quânticos, que podem assumir as formas 0 e 1 ao mesmo tempo. Um estado designado por “sobreposição” que deixa as partículas a girar em duas direcções ao mesmo tempo. Isto significa que podem executar duas tarefas simultaneamente. As máquinas que estão agora a ser testadas têm 49 qubits. Segundo as estimativas, os computadores clássicos devem começar a ficar para trás aos 50 qubits.

Se tudo funcionar como previsto, sobra um problema: o armazenamento de dados. A Wired, que nos dá conta de duas possíveis soluções em andamento, ajuda a fazer as contas: cada ficheiro produzido por um computador de 49 qubits terá um tamanho equivalente a 40 mil vídeos. É possível converter dados quânticos, mas seria preciso muito — demasiado — espaço para o guardar. Como não se consegue armazenar e replicar informação em partículas num estado de “sobreposição”, há investigadores a trabalhar em alternativas. Uma das quais passa por construir discos que não sejam apenas bidimensionais, como são os que usamos todos os dias, mas tridimensionais — aumentando a capacidade de cada unidade de armazenamento. Como? Com moléculas (sintéticas) de ADN. A vantagem extra é que o ADN conserva informação durante imenso tempo.

A segunda solução em cima da mesa vem da IBM e apresenta uma tecnologia ainda mais compacta, permitindo armazenar um bit por átomo. É o limite do que se considera possível — no entanto, para o conseguir os átomos têm de estar a temperaturas extremamente baixas, caso contrário, os átomos tocam-se e a informação perde-se. Não será uma tecnologia para os próximos anos, mas já uma experiência bem-sucedida para alimentar o optimismo.