(dr) Stephen Alvey / Michigan Engineering
Uma nova técnica promete fazer com que a computação seja até 1 milhão de vezes mais rápida que atualmente, através do uso do lasers na propagação de informações.
1 bilhão de operações por segundo é bom, mas 1 trilhão de operações por segundo é ainda melhor. Esta é a promessa de uma nova técnica que usa pulsos de laser como unidades fundamentais da computação, os bits.
Essa técnica pode alternar os estados “1” e “0” um quatrilhão de vezes por segundo, sendo cerca de 1 milhão de vezes mais rápida que os bits nos computadores atuais.
O estudo foi liderado pelo professor de física Rupert Huber, da Universidade de Regensburg, na Alemanha, e contou com a colaboração de pesquisadores da Universidade de Marburg, na Alemanha, e da Universidade do Michigan, nos Estados Unidos.
Todas as tarefas desempenhadas por computadores convencionais são traduzidas em uma coleção muito elaborada de operações de “1” ou “0”. Atualmente, um computador típico consegue usar bits de silício para realizar mais ou menos 1 bilhão dessas operações por segundo.
No entanto, no novo estudo, publicado na Nature, os cientistas pulsaram laser infravermelho em chips de tungstênio e selênio, permitindo que alternassem entre “1” e “0” como um processador normal de computador, só que 1 milhão de vezes mais rápido.
Mas… como funciona?
O segredo está na forma como os elétrons se comportam nessa estrutura de tungstênio e selênio. Na maioria das moléculas, os elétrons em órbita podem saltar para vários estados quânticos diferentes, chamados de “pseudospins”, quando são estimulados. Quando não são estimulados, os elétrons ficam juntos com a molécula.
A estrutura de selênio-tungstênio tem apenas dois “caminhos” em torno das quais os elétrons estimulados podem percorrer. Com a orientação da luz infravermelha, o elétron salta para a primeira “pista”. Com uma orientação diferente, salta para a outra.
Os pulsos de lasers adicionais podem também empurrar elétrons de um lado para o outro entre duas pistas antes de terem oportunidade de voltar para um estado não estimulado. Estes “empurrões” são a própria computação, que neste tipo de material pode acontecer muito mais rápido que nos chips contemporâneos.
Os cientistas também levantaram a possibilidade de a estrutura de selênio-tungstênio ser usada para a computação quântica em temperatura ambiente. No entanto, a hipótese é teoricamente impossível, já que nesta estrutura os elétrons não conseguem estar em ambas as trilhas simultaneamente – característica necessária para os cálculos de computação quântica.
A ideia de um computador quântico em temperatura ambiente é, portanto, hipotética. Além disso, as operações clássicas que a equipe realizou foram apenas uma demonstração do conceito, o que significa que a estrutura ainda não foi testada. Os cientistas precisam ainda provar que o chip pode ser usado em um computador.
Ainda assim, a experiência pode abrir portas para uma computação convencional ultrarrápida, e talvez para uma computação quântica eficiente.
Ciberia // HypeScience / ZAP
