Xips del futur

Col·laboració de Alexis Masdeu per al capítol El xip minúscul

Des de l’ENIAC, el procés de miniaturització dels components dels computadors no ha parat. Aquest primer computador ocupava uns 160 metres quadrats i pesava unes 30 tones. En l’actualitat amb el canvi de les vàlvules de buit per transistors i amb la miniaturització dels mateixos, s’ha aconseguit tenir computadores de la mida d’un bloc de notes i amb una capacitat de càlcul molt més elevada que aquell primer computador. S’ha passat a tenir processadors que no ocupen més de 7 centímetres quadrats i amb el pes d’uns pocs grams. Tot això és degut al procés de miniaturització que han patit els transistors des de la seva aparició. Actualment s’han aconseguit transistors d’una mida 800 vegades més petita que el gruix d’un cabell humà (0,13 micres).

La velocitat i la mida dels computadors està estretament lligada a la mida dels transistors, ja que com més petits siguin aquests últims més petits seran els computadors i com que la senyal elèctrica haurà de recórrer menys distància aquests també seran més ràpids.

Com anuncia la llei de Moore, el nombre de transistors en un microprocessador es dobla cada dos anys. Aquest ritme s’ha complert des de la dècada dels 70, però tard o d’hora s’arribarà al límit ja que si es redueix més la mida dels transistors arribarà un punt en que les interferències d’un transistor provocarà fallades en els transistors adjacents.

Per tal de superar aquesta barrera física que ens imposa la tecnologia basada en el silici, la que actualment s’utilitza en la fabricació de transistors, s’està experimentant en dues línies que poden revolucionar el món de la informàtica: els ordinadors quàntics i els ordinadors d’ADN o moleculars.

Com tots sabem, els ordinadors utilitzen bits per a poder emmagatzemar la informació. En canvi, els ordinadors quàntics utilitzen els anomenats qubits (bits quàntics). Aquests qubits donarien lloc a noves portes lògiques que farien possible nous algoritmes. Un qubit emmagatzema l’estat d’un àtom, però les propietats dels àtoms fa que aquest no tingui per què ser binari, sinó que pugui ser una combinació de dos estats a la vegada. Així, al poder emmagatzemar una mescla de varis valors a la vegada en cada qubit podem emmagatzemar tota la informació d’una sola vegada.

De totes maneres, en l’actualitat encara no s’ha aconseguit construir un ordinador quàntic que treballi amb més de 2 o 3 qubits.

Per la seva banda, els computadors d’ADN es basen en la representació de la informació mitjançant molècules orgàniques. Aquestes molècules es fan reaccionar dins un tub d’assaig per tal de resoldre un problema concret.

La primera experiència amb una computador d’ADN va ser la resolució d’un problema matemàtic. Va ser durant l’any 1994, quan per resoldre un problema de complexitat mitjana es va emmagatzemar la informació dins una molècula d’ADN i se’n estudiaren les molècules resultants per tal de resoldre el problema.

Aquesta tecnologia aprofita la propietat que tenen aquestes molècules per a reaccionar entre si dins un tub d’assaig, tractant així una quantitat molt gran d’informació. És aquesta la principal avantatge d’aquesta tecnologia, doncs es calcula que utilitzant computadors d’ADN es pot emmagatzemar la informació equivalent a un bilió de CD’s en tant sols un centímetre quadrat.

Per altra banda, es calcula que una hipotètica computadora molecular seria aproximadament un miler de vegades més ràpida que una de les actuals supercomputadores que existeixen, podent emmagatzemar en el mateix espai aproximadament un bilió de vegades més d’informació.

Tot i que aquestes tecnologies són encara experimentals i en alguns casos només són models teòrics, existeixen diversos projectes que treballen per a que algun dia puguem trobar ordinadors que utilitzen alguna d’aquestes tecnologies.

Col·laboració de Alexis Masdeu per al capítol El xip minúscul