Futuro de los ordenadores: 

¿Qué harán?

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? 

Algunos previsores del futuro señalan que dentro de 60 años se verá como la nanotecnología y la biotecnología provocan impactos en la vida humana que hoy se pudieran considerar como mágicos e irreales, y se quiera o no, serán normales para los hijos de los actuales hijos, debido a que la escala temporal de estos tiempos sólo puede aprender una pequeña parte de lo que está en camino, como los ordenadores de ADN y cuánticos.

Código Binario

Ordenadores cuánticos

Los ordenadores utilizan bits para codificar la información de modo que un bit puede tomar el valor cero o uno.En la computación cuántica pasaríamos de usar el sistema binario actual (0 o 1) a un sistema en el que su poder reside en el modo en que se comporta la materia a nivel subatómico. A esta escala las partículas y electrones, se rigen por leyes que no responden a la física normal. En la cuántica una partícula puede estar en dos lugares al mismo tiempo, incluso en dos estados diferentes a la vez, ya sea como partícula o como onda. Pudiendo estar incluso en superposición coherente, es decir, que puede ser 0, 1, y puede ser un 0 y un 1 a la vez. Eso permite que se puedan realizar varias operaciones a la vez, según el número de qubits. A su vez, permitiría la solución de problemas que hasta ahora eran intratables, gracias a su poder de computación. Con la tecnología actual, si tenemos un registro de tres bits, hay ocho valores posibles (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111), y el registro sólo puede tomar uno de esos valores. En cambio, si tenemos un vector de tres qubits, la partícula puede tomar ocho valores distintos a la vez gracias a la superposición cuántica. Así un vector de tres qubits, permitirá un total de ocho operaciones paralelas, multiplicando exponencialmente el cálculo de problemas. Para entendernos, seria 1000 veces más potente aproximadamente que cualquier ordenador actual.

procesador de un ordenador cuántico

Todo ello se obtiene jugando con moléculas y su forma de reaccionar a los distintos impulsos eléctricos, así que sustituiríamos el actual silicio por moléculas, quitando el problema del calentamiento, obteniendo muchísima más rapidez y no tener que estar sujeto a la obtención de un material como el silicio, así que sin duda alguna, este es el camino a seguir, pero aun queda tiempo para que esto pase ya que el principal problema con el que se encuentran los científicos con la computación molecular será el desarrollo de un gran software capaz de gestionar los errores que pueda plantear este sistema de computación, ya que la superposición de los estados en los que se basa el qubit, provoca que se produzcan más errores que en los sistemas binarios, cualquier interferencia o ruido puede provocar interferencias en los procesos, y ellos, solo se puede corregir mediante un potente software. 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.

Ordenadores de ADN

La computación molecular consiste en representar la información a procesar con moléculas orgánicas y hacerlas reaccionar dentro de un tubo de ensayo para resolver un problema.

La primera experiencia en laboratorio se realizó en 1994 cuando se resolvió un problema matemático medianamente complejo. Para ello se utilizó la estructura de moléculas de ADN para almacenar la información de partida y se estudio las moléculas resultantes de las reacciones químicas para obtener la solución.

Por una parte, esta técnica aprovecha la facultad de las moléculas de reaccionar simultáneamente dentro de un mismo tubo de ensayo tratando una cantidad de datos muy grande al mismo tiempo. Por otro lado, el tamaño de las moléculas los sitúa a un tamaño equiparable al que se puede conseguir con los ordenadores cuánticos. Otra ventaja importante es que la cantidad de información que se puede almacenar es sorprendente, por ejemplo, en un centímetro cúbico se puede almacenar la información equivalente a un billón de CDs.

Si comparamos un hipotético ordenador molecular con un superordenador actual vemos que el tamaño, la velocidad de cálculo y la cantidad de información que se puede almacenar son en extremo mejoradas. La velocidad de cálculo alcanzada por un ordenador molecular puede ser un millón de veces más rápida y la cantidad de información que puede almacenar en el mismo espacio es un billón de veces (1.000.000.000.000) superior.

Otros avances en ordenadores

• Los científicos de la Northwestern University de Estados Unidos han desarrollado un nuevo nanomaterial capaz de dirigir las corrientes eléctricas en múltiples direcciones. Este desarrollo permitirá que los ordenadores vuelvan a configurar, por sí solos, su cableado interior, para convertirse en dispositivos totalmente diferentes, en función de las necesidades de cada momento. Los nuevos circuitos multidimensionales se transformarían en nuevos circuitos electrónicos, gracias a una secuencia de entrada variada de impulsos eléctricos.
• 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.