Os cientistas querem construir um Super-Fast, Self-Replicando computador que "cresce como ele calcula" Seguro???

Os cientistas dizem que é possível construir um novo tipo de computador auto-replicante que substitua chips de silício com processadores feitos a partir de moléculas de DNA, e seria mais rápido do que qualquer outra forma de computador já proposto - até mesmo computadores quânticos .

Chamada de máquina Nuring (NUTM) universal, ela previu que a tecnologia poderia executar todos os algoritmos possíveis de uma só vez, aproveitando a capacidade do DNA de replicar cópias quase perfeitas de si mesmo ao longo de bilhões de anos.

A idéia básica é que nossos atuais computadores eletrônicos são baseados em um número finito de chips de silício, e estamos rapidamente se aproximando do limite de quantos podemos realmente caber em nossas máquinas. 

Para resolver essa limitação, os pesquisadores estão trabalhando atualmente em tornar os computadores quânticos uma realidade - dispositivos super-poderosos que substituem os pedaços de computadores eletrônicos com partículas quânticas chamadas qubits.

Ao contrário dos bits regulares que só podem assumir a forma de 1 ou 0 no código binário, qubits pode assumir a forma de 0, 1, ou uma superposição dos dois simultaneamente, o que lhes permite realizar muitos cálculos diferentes de uma vez.

Obviamente, isso resultaria em um enorme impulso na velocidade, mas os computadores quânticos são uma coisa incrivelmente difícil de acertar , por causa de quão complicado é criar as condições exatas para não uma partícula quântica, mas muitos deles.

Apesar de esforços concertados em todo o mundo , ninguém conseguiu construir um computador quântico totalmente funcional.

Mas a terceira opção secreta aqui é uma máquina baseada em DNA que obtém todos os benefícios de um computador quântico, sem a dor de cabeça da estranheza quântica, porque é baseada no DNA que faz o que o DNA faz melhor - replicando.

"O DNA é um excelente meio para processamento e armazenamento de informações", explica a equipe da Universidade de Manchester, no Reino Unido. 

"É muito estável, como a seqüenciamento de DNA antigo demonstra, mas também pode ser copiado de forma confiável, e muitos genes permaneceram praticamente inalterados há bilhões de anos".

Para lhe dar uma idéia da diferença que um dispositivo poderia fazer no mundo, imagine que você tem um programa de computador procurando um labirinto, e ele chega a um garfo na estrada. 

Um computador eletrônico regular teria que decidir qual caminho seguir, mas um computador baseado em DNA não precisaria escolher - poderia replicar-se e seguir ambos os caminhos ao mesmo tempo.

Com ambos os caminhos cobertos, o programa iria descobrir qual leva ao final do labirinto muito mais rápido do que um computador eletrônico que só poderia testar um de cada vez. 

"A capacidade do nosso computador de crescer à medida que calcula o torna mais rápido do que qualquer outra forma de computador e permite a solução de muitos problemas computacionais anteriormente considerados impossíveis", diz um dos membros da equipe, Ross D. King .

"Os computadores quânticos são uma excitante outra forma de computador, e também podem seguir ambos os caminhos em um labirinto, mas somente se o labirinto tem certas simetrias, o que limita grandemente seu uso".

Não só isso, mas imaginar não mais ser restringido pelos limites físicos de usar chips de silício, que são muito pequenos maldito agora, mas estão longe do tamanho de uma única molécula de DNA.

"Como as moléculas de DNA são muito pequenas, um computador desktop poderia potencialmente utilizar mais processadores do que todos os computadores eletrônicos do mundo combinados - e, portanto, superar o supercomputador mais rápido do mundo, consumindo uma pequena fração de sua energia", diz King .

Embora os computadores baseados em DNA tenham sido propostos desde a década de 1990 , King e sua equipe dizem que esta é a primeira vez que a viabilidade de uma máquina Turing universal não determinista baseada em DNA (NUTM) foi estabelecida.

"Demonstramos que este projeto funciona usando tanto a modelagem computacional quanto a experimentação in vitro da biologia molecular", informa a equipe .

"O projeto atual tem limitações, como a correção de erros restrita, mas abre a perspectiva de engenharia de computadores baseados em NUTM capazes de superar todos os computadores padrão em importantes problemas práticos".

Os pesquisadores propõem usar moléculas de DNA para representar informações baseadas no alfabeto genético de quatro caracteres - A [adenina], G [guanina], C [citosina] e T [timina] - ao invés do alfabeto binário de 1s e 0s.

Eles dizem que os computadores normais - que são classificados como máquinas de Turing (UTM) - podem ser convertidos em máquinas Nuring (NUTM) não-determinísticas usando uma linguagem de programação chamada Thue .

Inventado pelo engenheiro de software John Colagioia no início de 2000, a linguagem de programação Thue pode levar cadeias de símbolos do alfabeto e reescrevê-los em diferentes ordens para criar seqüências completamente separadas para uma forma auto-replicante de processamento de dados.

"A aplicação de uma regra Thue a uma seqüência de caracteres, portanto, produz uma nova seqüência - equivalente a mudança de estado em um UTM", explicam os pesquisadores .

Como várias regras Thue podem ser aplicadas a uma única seqüência de caracteres, e as regras Thue individuais podem ser aplicadas a várias posições em uma string, as possibilidades de computação são praticamente infinitas.

A equipe também demonstrou que o DNA é fisicamente forte o suficiente para atuar como processadores neste set-up - algo que experiências anteriores também mostraram - e dizer que agora é até alguém para realmente construiressa coisa de verdade.

Provavelmente ainda há muitos anos, mas se os pesquisadores estão corretos em suas suposições, acabamos de receber um roteiro para o sistema de computador mais doente, estranho e intimidante.

Espero que estejamos prontos para isso.

A pesquisa foi publicada no Journal of the Royal Society Interface , e você pode lê-la gratuitamente no arXiv.org .