Científicos construyen un computador molecular de alta capacidad de procesamiento

Publicado: 30 octubre, 2011 en Tecnologia

 

Neuronas

La capacidad de procesamiento de las computadoras existentes hoy en día es enorme, hay algunas cuya capacidad de realizar cálculos superan los cientos de teraflops; sin embargo, toda esta potencia aunque es superior al procesamiento que pueden alcanzar las neuronas del cerebro, en algunos aspectos el cerebro obtiene mejores resultados. No es únicamente una cuestión de velocidad sino que también influye la capacidad de procesamiento en paralelo que, en el caso del cerebro es muy superior. Pensando en esta computación biológica, Anirban Bandyopadhyay del Instituto Nacional de Materiales y Ciencia de Tsukuba de Japón ha desarrollado un computador basado en un conjunto de moléculas que, gracias a sus conexiones en paralelo, es capaz de realizar gran cantidad de cálculos.

Si tenemos en cuenta que cada neurona cerebral es capaz de conectarse con otras 1.000 neuronas a la vez y que en el cerebro hay miles de millones de neuronas, la capacidad de procesamiento en paralelo es enorme. Este es el principio que están siguiendo muchas investigaciones que persiguen imitar esta capacidad de procesamiento del cerebro y, en el caso de esta investigación, se ha utilizado como base el DDQ, un compuesto que es capaz de presentarse en cuatro estados eléctricos distintos (dependiendo de la localización de los electrones atrapados en la estructura). Gracias a la aplicación de una diferencia de potencial, la presencia de un campo eléctrico o la interacción de un microscopio de efecto túnel, es posible que las moléculas del DDQ varíen su estado eléctrico puesto que, esta tensión, provoca que estos electrones puedan cambiar su localización.

Computadora celular

¿Y cómo un compuesto químico puede ser utilizado como la base de un computador? Si se juntan dos moléculas de DDQ lo suficiente, éstas puedan conectarse entre sí; de hecho, una molécula de DDQ puede conectarse con entre 2 y 6 moléculas, dependiendo del estado eléctrico de éstas. Cuando una molécula cambia su estado, el resto se va adaptando a los cambios en cascada (una detrás de otra), reconfigurándose el conjunto de manera automática. Gracias a estas propiedades, cada molécula del DDQ actúa como una unidad de procesamiento básica dentro de un autómata en el que cada célula se comporta acorde a la reconfiguración que le fija el resto de células a las que está conectada y que, lógicamente, arranca con un estado inicial para cada célula que cambiará según la perturbación inducida por el microscopio de efecto túnel.

Dicho así puede parecer raro o una simple teoría pero el equipo de Bandyopadhyay ha desarrollado un computador de 300 moléculas de DDQ sobre un sustrato de oro que forman este computador celular que es capaz, por ejemplo, de calcular cómo se difunde el calor a través de un medio conductor o cómo se extienden las células cancerígenas a través de un tejido, todo ello realizado mediante un procesamiento en paralelo a partir de una única capa de moléculas orgánicas.

Realmente fascinante.

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