26 de marzo de 2009

Futuro de los ordenadores. Sandra Muñoz y Alicia Herrero.

A mediados de los años 40 comenzaron a aparecer los primeros ordenadores. Aquellos primeros artefactos eran muy lentos y ocupaban varias habitaciones llenas de armarios. Cincuenta años después hemos llegado a construir ordenadores portátiles con el tamaño de un bloc de notas que superan con creces la potencia de aquellos gigantes. La pregunta es ¿qué es lo siguiente? La carrera por la miniaturización continua, nos movemos hacia la construcción de ordenadores cuyas piezas sean átomos o moléculas: los ordenadores cuánticos o moleculares; entre otros casos.

ORDENADORES CUÁNTICOS

Los ordenadores clásicos se caracterizan por procesar o codificar la información tomándola como o blanco o negro, o es una cosa o es otra, es decir, todos los bits de información son o un 1 o un 0. Esta es la principal diferencia de un ordenador clásico con uno cuántico.

Los ordenadores cuánticos utilizan los bits cuánticos (llamados qubits). Un qubit almacena la información en el estado de un átomo, pero por las propiedades de los átomos hacen que el estado no tenga porque ser cero o uno, sino que puede ser una mezcla de los dos a la vez. Así, al poder almacenar una mezcla de ambos valores a la vez en cada qubit podemos tratar toda la información de una sola vez.

Esto significa que una serie de interruptores cuánticos (objetos en estados cuánticos bien definidos, como átomos en diferentes estados de excitación) posee bastantes más configuraciones de qubits que la correspondiente serie clásica de bits. Por ejemplo, mientras que una memoria clásica de tres bits puede almacenar sólo una de las ocho configuraciones posibles de unos y ceros, la correspondiente serie cuántica puede almacenar las ocho, en una superposición de estados.

Gracias a estas propiedades los ordenadores cuánticos tienen una especial capacidad para resolver problemas que necesitan un elevado número de cálculos en un tiempo muy pequeño. Además, como estarán construidos con átomos, su tamaño será microscópico consiguiendo un nivel de miniaturización impensable en los microprocesadores de silicio, que son los que se utilizan actualmente.

Algunos investigadores creen que este problema volverá la informática cuántica a gran escala imposiblemente delicada y difícil de manejar. Pero el problema ha sido aminorado en los últimos años por el desarrollo de algoritmos (lista bien definida, ordenada y finita de operaciones que permite hallar la solución a un problema) que permitirán funcionar a los ordenadores cuánticos, a pesar de los pequeños errores introducidos por este tipo de pérdidas.

Por desgracia, en la actualidad aún no se ha llegado a construir ordenadores cuánticos que utilicen más de dos o tres qubits. Aún así, hay un gran número de centros de investigación trabajando tanto a nivel teórico como a nivel práctico en la construcción de ordenadores de este tipo y los avances son continuos. Entre los principales centros destacan los laboratorios del centro de investigación de Almaden de IBM (http://www.almaden.ibm.com/st/disciplines/quantuminfo), AT&T, Hewlett Packard en Palo Alto (California), el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y universidades de todo el mundo como la de Oxford (http://www.qubit.org/) Standford, Berkeley, etcétera.

ORDENADORES DE ADN

Podemos definirlo como un nano-ordenador que usa ADN (ácido desoxirribonucleico) para almacenar información y realizar cálculos complejos. Presenta muchas similitudes con los ordenadores electrónicos, ya que tratan los datos y los manipulan prácticamente de la misma forma, pero se diferencian sustancialmente en su tamaño y en que no usan el código binario, sino otro de base 4 (A,T,C,G ) en vez de 0 y 1.

Fue inventado en 1994 por un científico experto en informática de la Universidad de California del Sur, Leonard Adelman, el cual sugirió que el ADN podría ser usado para resolver problemas matemáticos complejos. Adelman encontró una manera de adaptar la capacidad del ADN para solucionar el problema hamiltoniano de la trayectoria (el problema del vendedor que viaja) cuya solución requiere encontrar una trayectoria desde el principio al final a través de los puntos (ciudades) solo una vez.

Cada ciudad fue codificada como su propia secuencia de ADN (la secuencia del ADN consiste en una serie de nucleotides representados por las letras A, T, G, C) y se dio cuenta de que se parecía notablemente al ordenador universal postulado en los años treinta por el genio matemático Alan Turing, que almacena información binaria en una cinta.

Así indicó que la base de datos de la propia célula -el ADN- se puede utilizar para resolver problemas de cálculo.

Este experimento es considerado como el primer ejemplo de verdadera nanotecnología.

La principal ventaja de utilizar ordenadores de ADN para resolver problemas complejos es que se generan todas las posibles soluciones de una vez. Humanos y la mayoría de los ordenadores electrónicos deben resolver los problemas uno a uno (linear processing). El ADN en sí mismo proporciona la ventaja añadida de ser un recurso barato y eficiente en el consumo de energía.

En una perspectiva diferente, más de 10 trillones de moléculas de ADN podrían ocupar no más de 1 centímetro cúbico. Con esto, un ordenador de ADN podría contener 10 terabytes de datos y una capacidad de 10 trillones de procesos de cálculo al mismo tiempo.

El cálculo por ADN ha sido demostrado en principio, pero según algunas fuentes todavía no se ha probado que resuelva problemas que un ordenador convencional no pueda resolver. Parece más apto para un conjunto de problemas bastante específico, como la minimización y la codificación que como método de cálculo para cuestiones de todo tipo.

Aún sin haberse podido construir ordenadores de este tipo, desde la primera experiencia práctica este área ha pasado a formar parte de los proyectos más serios como alternativa al silicio. Buena prueba de ello son las investigaciones llevadas a cabo en el marco del DIMACS o "Centro de Matemática Discreta y Computación Teórica" (http://dimacs.rutgers.edu/) del cual forman parte la universidades Princeton (http://www.neci.nj.nec.com/), los laboratorios de AT&T, Bell entre otros. Otros focos de investigación son el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y el Consorcio Europeo de Computación Molecular (http://www.tucs.fi/EMCC/) formado por un importante número de universidades.
El diario "La Flecha", un diario de ciencia y tecnología, afirma un ordenador compuesto de ADN sintético y de enzimas, programado para detectar y señales químicas de células cancerígenas y destruirlas, ha funcionado en un medio acuoso, confirmando la posibilidad de que en el futuro pueda ser implantados en el cuerpo humano para combatir el cáncer.


OTROS FUTUROS ALTERNATIVOS PARA LOS ORDENADORES

- En Redmond han visto el futuro y no tiene ratón ni teclado. DigiDesk es el último juguetito de los laboratorios de Microsoft, una interpretación de lo que podría ser el ordenador del mañana. Este ordenador es todo pantalla y todos los elementos son interactivos. Se pueden agrandar los documentos y escribir sobre ellos con los dedos, moverse por diferentes planos en 3D o controlar y buscar con la voz.

No es la primera vez que se intenta eliminar el teclado con superficies táctiles. Desgraciadamente, tarde o temprano se hace necesario introducir texto y lo cierto es que un teclado virtual no tiene ni la misma sensación táctil ni la comodidad de uno de los de verdad. Eso por no hablar de cómo, a veces, el ordenador interpreta los gestos y pulsaciones como le vienen en gana, que es lo que ocurre durante la demostración de este DigiDesk.

Microsoft quiere salvar este pequeño inconveniente con el control por voz.

- Por otra parte, intentar imaginar el ordenador del futuro es arriesgarse a parecer tan absurdo como la ciencia ficción de los años cincuenta, cuya visión del futuro era el torpe robot Robbie. Sin embargo, a juzgar por los actuales sueños de los tecnólogos, podremos prescindir de las cajas de plástico y de los chips de silicio.

Algunos dicen que los ordenadores se parecerán más a organismos, sus cables e interruptores estarán compuestos de moléculas orgánicas individuales. Otros hablan de practicar la informática en una cubeta de agua, salpicada con hebras de ADN, el material genético de las células, o enriquecida con moléculas que manipulen datos como respuesta a las vibraciones de ondas de radio.

Una cosa parece segura: para que los ordenadores tengan cada vez más potencia, sus componentes, los elementos básicos de los circuitos lógicos, tendrán que ser increíblemente diminutos. Si la actual tendencia a la miniaturización persiste, estos componentes alcanzarán el tamaño de moléculas individuales en menos de un par de décadas, como hemos visto.

Los científicos ya están examinando el uso de moléculas de carbono llamadas nanotubos como cables de tamaño molecular que pueden ser utilizados para conectar componentes de silicio convencionales de estado sólido. Los nanotubos de carbono pueden medir sólo unas cuantas millonésimas de milímetro, es decir, unos pocos nanómetros, que equivale a menos de una décima parte del diámetro de los cables más pequeños que se pueden grabar en los chips de silicio comerciales.

- El futuro trae a la automoción el fin de la conducción. En este video se comprueba cómo los ordenadores son capaces ya de controlar todos los controles de un vehículo, desde arrancarlo hasta dirigirlo por un camino de conos. Pero lo sorprendente no es que el coche se conduzca por si mismo, sino que aprenderá sobre la marcha y podrá corregir los parámetros definidos de conducción ante obstáculos en el camino.

http://www.casacochecurro.com/2007052633/Coches/Los-ordenadores-seran-los-conductores-de-los-coches-en-el-futuro.html


- Y por último, unas recopilaciones de diversas «predicciones» que hizo Bill Gates, fundador de Microsoft, a lo largo de las últimas décadas, en discursos, conferencias, entrevistas y publicaciones diversas, incluyendo su libro Road to the Future. Ahí van algunas, junto con el año (más o menos) en que se hicieron:
  • 1987: «OS/2 está destinado a ser el más importante sistema operativo de todos los tiempos.»
  • 1995: «Leer va a ser algo que sólo se hará online.»
  • 1995: «La publicidad en la televisión por Internet estará orientada a cada persona, no a nivel de barrios, sino a nivel individual.»
  • 1996: La Web hará que la gente pase de leer periódicos en papel a leerlos por Internet.» También dijo… «El número de personas que pagan suscripciones a periódicos y los leen ha comenzado su declive.»
  • 1997: «Dentro de diez años la mayor porte de los adultos usarán el correo electrónico y llevaran un estilo de vida Web.»
  • 1997: Cuando los ordenadores de bolsillo estén en todas partes se eliminarán los cuellos de botella en aeropuertos, sitios de venta de entradas y lugares en los que la gente hace cola.»
  • 1997: «Las Páginas Amarillas cada vez se usarán menos y menos. La gente de menos de 50 años las usará cero en los próximos cinco años.»
  • 1997: «Se podrán ver los programas de televisión cuando uno quiera, no cuando los emitan. Se podrá compra de todo por Internet, incluyendo comida, y contactar con los amigos o publicar información para que otros la vean cuando tú quieras.»
  • 2004: «Dentro de dos años, el problema del spam habrá sido resuelto».

BIBLIOGRAFÍA

http://www.anieto2k.com/2006/09/28/los-ordenadores-del-futuro/

http://navegante2.elmundo.es/navegante/2007/05/08/gadgetoblog/1178579874.html

http://www.orene.org/reich/terra/elpais/ordenado.html

http://www.redcientifica.com/doc/doc200212170001.html

5 comentarios:

VÍCTOR dijo...

- Interesante información y contada de un modo comprensible.
- Los vínculos quedan mejor insertados en el texto.
- Más imágenes, videos etc.

-dhc- dijo...

La letra tan pequeña y el cambio de tamaño en diferentes párrafos puede provocar una pérdida de atención del lector, sin embargo es algo que se olvida cuando has empezado a leer el texto, ya que el contenido está bien estructurado, a parte de que los datos siempre llaman la atención,aunque la forma en la que están dispuestos resulta algo incómoda. La foto parece estar en un lugar estratégico para sorprender, pero aún así se agradecerían más. En cuanto a los links, al estar todos agrupados da pereza a ponerse a verlos, puesto que no sabes qué te puedes encontrar.

Alvaro Romero dijo...

Es muy interesante el articulo pero hay que decir que la letra tan pequeña hacen que uno pierda interes, pienso que deberian haber mas videos y links de donde as sacado la informacion. Por lo demas es bastante interesante el articulo y te puedes hacer una idea de un futuro cada vez mas cercano

Mr.Casuso dijo...

La información me ha parecido bastante completa , pero creo que habría quedado todo mejor con el mismo estilo y tamaño de letra.
Respecto a la frase "Por otra parte, intentar imaginar el ordenador del futuro es arriesgarse a parecer tan absurdo como la ciencia ficción de los años cincuenta, cuya visión del futuro era el torpe robot Robbie", estoy totalmente de acuerdo , ya que no podemos predecir absolutamente nada del futuro , a lo mejor un año puede avanzar muchísimo algo y luego estar dos años seguidos estancado sin evolucionar...
Bajo mi punto de vista faltan mas imágenes , y creo que no habéis utilizado todos los recursos que os facilita un blog.
un saludo

Mariia C dijo...

La letra era un poco irreglular, algunas partes mas qequeñas que otras, por lo que me tendreis que pagar un oculista chicas.
Por lo demás el artículo tenía mucha información que nos ayuda a hcernos una idea del futuro informático.