(Fonte da imagem: Divulgação/Intel)

Você já ouviu falar na Lei de Moore? Ela diz que, a cada 18 meses, o número de transistores existentes em um processador aumenta 100% (ou seja, ele dobra). E isso tem sido uma verdade bastante visível na tecnologia (não apenas na informática, mas também em fotografia, por exemplo), como pode ser observado em uma rápida análise dos chips criados nas últimas décadas.

Alguns pesquisadores e entusiastas da computação quântica começam a dizer que a Lei de Moore não pode ser eterna, afinal de contas, é difícil que os transistores aumentem para um número muito maior do que já são. Mas antes de entrarmos com mais detalhes sobre os processadores quânticos, temos de responder a uma pergunta muito importante...

Quem foi Moore, afinal?

Gordon Earle Moore é um dos fundadores da Intel, uma das maiores empresas fabricantes de chips de processamento do mundo. Porém, antes de criar a empresa, ele foi responsável pela tese que deu origem a uma das maiores leis a reger a informática. É claro que estamos falando da Lei de Moore, que foi proposta em 1965.

(Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia Commons)

Para sermos sinceros, apesar de as proposições terem sido feitas em 1965, somente nos anos 70 elas ganharam o título de “Lei de Moore”. O responsável pelo batismo foi o professor Carver Mead, que lecionava na Caltech (uma das universidades em que Moore estudou).

Até onde vai a lei?

Atualmente, um grupo de cientistas envolvidos com o tema diz que não é possível que a Lei de Moore dure muito tempo. Todos reconhecem a importância dela para a tecnologia mundial, mas há outro ponto em que concordam: não há como criar processadores com o número de transistores muito maior do que é possível hoje.

Uma das limitações, segundo Gerhard Klimeck (pesquisador da Universidade de Purdue), é o espaço físico dos processadores. Ele contou ao Kurzweil AI que os processos de fabricação já estão com menos de 50 nanômetros e dificilmente será possível fazer algo menor do que isso no futuro – o que seria necessário para abrigar mais transistores.

Intel Intanium: especula-se que tenha mais de 2 bilhões de transistores (Fonte da imagem: Divulgação/Intel)

Para que os chips pudessem reunir mais do que alguns bilhões de transistores, seria necessário também que eles iniciassem um processo contrário ao que acontece hoje. Ou seja, os processadores teriam de voltar a crescer, o que causaria problemas para a economia de energia, que é tão necessária na “era dos portáteis”.

Mas qual seria a solução para que os processadores pudessem continuar diminuindo, sem que seja preciso cortar o poder de performance deles? Segundo um grupo de cientistas das universidades de South Wales, Purdue e Melbourne, a resposta está em utilizar apenas um átomo. Sim, estamos falando de computação quântica.

Processadores quânticos

Os pesquisadores que acabamos de citar estão trabalhando para desenvolver um processador capaz de ser controlado por transistores compostos por um único átomo de fósforo, que teria apenas 0,1 nanômetro. Isso seria muito importante para que os chips conseguissem prosseguir na diminuição gradual das últimas décadas.

O transistor atômico proposto (Fonte da imagem: Reprodução/Purdue University)

Por enquanto, o que eles conseguiram fazer foi criar transistores que unem fósforo e silício, criando uma estrutura com um átomo de altura e quatro átomos de largura – e que apresentou propriedades muito similares às de ligações feitas com fios e transistores com base em cobre.

A estrutura pode, inclusive, ser conectada a outras do mesmo tipo e ter tensão elétrica aplicada, respondendo aos comandos de um dispositivo controlador. Em breve, isso pode ser transformado em um processador completo, com funções similares às desempenhadas por chips atuais.

Problemas atômicos

Quando trabalhamos com átomos pouco estáveis, acabamos esbarrando em algumas limitações complicadas. Por enquanto, os transistores de fósforo e silício só conseguem responder com a qualidade desejada em temperaturas muito baixas (cerca de 196 graus negativos), o que exige um resfriamento criogênico dos componentes.

(Fonte da imagem: Reprodução/University of South Wales)

Cada átomo se anexa a um canal para conseguir operar como um transistor. Para que o funcionamento seja normal, os elétrons precisam ficar nesses mesmos canais. O problema é que, com temperaturas mais altas, os elétrons se movem mais do que o necessário e “escapam” dos canais. Isso impossibilita a utilização deles.

Até quando vamos esperar?

Não é possível afirmar quando os processadores com transistores comuns serão deixados de lado. O fato é que os pesquisadores têm razão ao dizer que vai faltar espaço para tantos componentes, mas ainda não é possível utilizar outras tecnologias de maneira satisfatória.

Por enquanto, só nos resta torcer para que os avanços nas pesquisas continuem e os chips de controle de computadores continuem oferecendo qualidade no funcionamento e tamanhos reduzidos. Ou então que os processadores atômicos cheguem logo – com preços acessíveis.

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