¿Qué es la computación molecular?
La computación molecular es un término genérico para cualquier esquema computacional que utilice átomos o moléculas individuales como un medio para resolver problemas computacionales. La computación molecular se asocia con mayor frecuencia con la computación de ADN, porque eso ha hecho el mayor progreso, pero también puede referirse a la computación cuántica o las puertas lógicas moleculares. Todas las formas de computación molecular están actualmente en su infancia, pero a la larga es probable que reemplace las computadoras de silicio tradicionales, que sufren barreras a niveles más altos de rendimiento.
Un solo kilogramo de carbono contiene 5 x 10 27
diferentes propuestas para computadoras moleculares varían en los principios de su operación. En la computación de ADN, el ADN sirve como software, mientras que las enzimas sirven como hardware. Las hilos de ADN sintetizados a medida se combinan con enzimas en un tubo de ensayo, y dependiendo de la longitud de la cadena de salida resultante, se puede derivar una solución. El cálculo de ADN es extremadamente poderoso en su potencial, pero sufre de grandes inconvenientes. El cálculo de ADN no es universal, lo que significa que hay problemas que no puede, incluso en principio, resolver. Solo puede devolver las respuestas sí o no a los problemas computacionales. En 2002, los investigadores en Israel crearon una computadora de ADN que podría realizar 330 billones de operaciones por segundo, más de 100,000 veces más rápido que la velocidad de la PC más rápida en ese momento.
otra propuesta para mLa computación olecular es la computación cuántica. La computación cuántica aprovecha los efectos cuánticos para realizar el cálculo, y los detalles son complicados. La computación cuántica depende de los átomos sobreenfriados bloqueados en estados enredados entre sí. Un desafío importante es que a medida que aumenta el número de elementos computacionales (qubits), se vuelve progresivamente más difícil aislar la computadora cuántica de la materia en el exterior, lo que hace que decohere, eliminando los efectos cuánticos y restaurando la computadora a un estado clásico. Esto arruina el cálculo. La computación cuántica aún puede desarrollarse en aplicaciones prácticas, pero muchos físicos e informáticos siguen siendo escépticos.
Una computadora molecular aún más avanzada involucraría puertas lógicas a nanoescala o componentes nanoelectrónicos que realizan el procesamiento de una manera más convencional, universal y controlada. Desafortunadamente, actualmente nos falta la capacidad de fabricación necesaria para fabricar dicha computadora. NanoScAle Robotics capaz de colocar cada átomo en la configuración deseada sería necesario para realizar este tipo de computadora molecular. Los esfuerzos preliminares para desarrollar este tipo de robótica están en marcha, pero un gran avance podría tomar décadas.