Chamar a evolução dos computadores de meteórica parece uma meia verdade. Considere a Lei de Moore, uma observação que Gordon Moore fez lá em 1965. Ele observou que o número de transistores poderia apinhar uma bolacha de silício, dobrando a cada ano ou mais. Esse ritmo maníaco diminuiu com o passar dos anos para um ciclo levemente mais modesto de 24 meses.

A percepção da velocidade perigosa com que a tecnologia dos computadores se desenvolve infiltrou-se na consciência pública. Todos nós já ouvimos a piada sobre comprar um computador na loja para descobrir depois que, ao chegar em casa, ele já estará obsoleto. O que o futuro reserva para os computadores?

Assumindo que os fabricantes de microprocessadores possam continuar a cumprir a promessa da Lei de Moore, o poder de processamento dos nossos computadores deveria dobrar a cada dois anos. Isso significaria que os computadores de daqui a cem anos seriam 1.125.899.906.842.624 de vezes mais poderosos que os modelos atuais. É difícil imaginar.

Mas até Gordon Moore teria cautela em assumir que a Lei de Moore aguentaria tanto tempo. Em 2005, Moore disse que à medida que os transistores atingirem a escala atômica, nós poderíamos encontrar barreiras fundamentais que não seríamos capazes de cruzar. A esse ponto, nós não seríamos capazes de entuchar mais transistores na mesma quantidade de espaço.

É possível que cheguemos perto dessa barreira ao construir chips de processadores maiores com mais transistores. Mas os transistores geram calor, e um processador quente pode provocar o desligamento do computador. Computadores com processadores rápidos precisam de sistemas de resfriamento eficientes para evitar superaquecimento. Quanto maior o chip do processador, mais calor o computador irá gerar quando trabalhar à toda velocidade.

Outra tática é mudar para a arquitetura multi-núcleo. Um processador de núcleo múltiplo dedica parte de seu poder de processamento a cada núcleo. Eles são bons em lidar com cálculos que podem ser quebrados em componentes menores; contudo, eles não são tão bons em lidar com grandes problemas computacionais que não podem ser quebrados.

Os computadores futuros devem se basear em um modelo completamente diferente das máquinas tradicionais. E se abandonássemos o velho processador baseado em transistores?

Óptica, processamento quântico e computadores de DNA

A tecnologia de fibra óptica já começou a revolucionar os computadores. As linhas de fibra óptica de dados carregam informação a velocidades incríveis e não estão vulneráveis à interferência eletromagnética como os cabos clássicos. E se nós construíssemos um computador que usa luz para transmitir informação em vez de eletricidade?

Um benefício é que um sistema óptico ou fotônico geraria menos calor que o tradicional processador de transístor eletrônico. Os dados seriam transmitidos a uma taxa mais rápida também. Mas os engenheiros teriam, todavia, que desenvolver um transístor óptico compacto que pudesse ser produzido em massa. Cientistas da ETH Zurich conseguiram construir uma transístor óptico do tamanho de apenas uma molécula. Mas para tornar o sistema eficaz, eles tiveram de resfriar a molécula a 272 graus Celsius negativos, ou 1 grau Kelvin. Isso é só um pouquinho mais quente que o espaço sideral. E isso não é lá muito prático para o usuário médio de computadores.

Transistores fotônicos poderiam se tornar parte do computador quântico. Ao contrário dos computadores tradicionais, que usam dígitos binários ou bits para realizar operações, os computadores quânticos usam bits quânticos ou qubits. Um bit é ou 0 ou 1. Pense nisso como uma chave que é ou desliga ou liga. Mas um qubit pode ser tanto 0 quanto 1 (ou qualquer coisa entre os dois) ao mesmo tempo. A chave é tanto desliga quanto liga e ainda tudo entre os dois.

Um computador quântico funcional deveria ser capaz de resolver grandes problemas que poderiam ser divididos em problemas menores muito mais rápido do que um computador tradicional. Nós chamamos esses problemas de problemas paralelos desconcertantes. Mas os computadores quânticos são, por sua natureza, instáveis. Se o estado quântico do computador for derrubado, a máquina poderia reverter ao poder de computação de um computador tradicional. Como o transmissor óptico criado no ETH Zurich, os computadores quânticos são mantidos alguns graus acima do zero absoluto para preservar seus estados quânticos.

É possível que o futuro dos computadores esteja dentro de nós. Equipes de cientistas da computação estão trabalhando para desenvolver computadores que usam DNA para processar informação. Essa combinação de ciência da computação e biologia poderia levar ao caminho para a próxima geração de computadores. O computador de DNA pode ter várias vantagens sobre as máquinas tradicionais. Por exemplo, o DNA é um recurso fácil e barato. Se descobrimos uma forma de utilizar DNA como uma ferramenta de processamento de dados, isso poderia revolucionar o campo da computação.

Computação onipresente

Um tema popular nas histórias de ficção científica que se passam no futuro é a computação onipresente. Nesse futuro, os computadores se tornam tão pequenos e dominantes que estarão em praticamente tudo. Você deve ter sensores computadorizados no chão que podem monitorar sua saúde física. Computadores em seu carro que podem ajudá-lo quando você dirige para o trabalho. E computadores praticamente em tudo rastreiam cada movimento seu.

É uma visão do futuro que é tanto estimulante quanto assustadora. Por um lado, as redes de computador se tornariam tão robustas que teríamos sempre uma conexão rápida e confiável com a Internet. Você poderia se comunicar com qualquer pessoa que quisesse, onde quer que estivesse e sem se preocupar com interrupções no serviço. Mas por outro lado, também tornaria possível às corporações, governos e outras organizações reunir informação sobre você e observá-lo onde quer que você fosse.

Vimos passos em direção à computação onipresente ao longo da última década. Projetos de WiFi municipal e tecnologias 4G como LTE e WiMAX estenderam a computação em rede para além do mundo das máquinas cabeadas. Você pode comprar um smartphone e acessar petabytes de informação na World Wide Web em uma questão de segundos. Sensores nos semáforos e dispositivos biométricos podem detectar nossa presença. Pode não levar muito tempo até que quase tudo com que entremos em contato tenha um computador ou sensor dentro dele.

Também devemos ver transformações massivas na tecnologia de interface com o usuário. Atualmente, a maioria dos computadores se baseia em interfaces de input físico, como mouse, teclado, track pad ou outra superfície na qual entramos com comandos. Há também programas de computador que podem reconhecer sua voz ou rastrear os movimentos dos seus olhos para executar comandos. Cientistas da computação e neurologistas estão trabalhando em várias interfaces cérebro-computador que permitirão às pessoas manipular computadores usando apenas seus pensamentos. Quem sabe? Os computadores do futuro podem reagir perfeitamente aos nossos desejos.

Extrapolar para cem anos é difícil. O progresso tecnológico não é necessariamente linear ou logarítmico. Podemos experimentar décadas de progresso seguidas por um período no qual faremos muito pouco avanço enquanto lutamos contra barreiras imprevistas. Por outro lado, de acordo com alguns futuristas, pode não haver diferença significativa entre computadores e humanos dentro de cem anos. Nesse mundo, seremos transformados em uma nova espécie que pode se auto-melhorar a um ritmo inimaginável para nós nas nossas formas atuais. O que quer que seja que o futuro nos reserva, é uma aposta segura assumir que as máquinas em que nos basearemos serão muito diferentes dos computadores de hoje.

Fontes

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