Desde los años ‘60, el número de transistores que componen un chip viene creciendo sistemáticamente. Pero como las leyes físicas inexorablemente imponen un límite, la lámina de silicio sobre cuya superficie se imprimen los componentes del circuito integrado ya no permite más crecimiento.
En el esfuerzo por crear computadoras de quinta generación, los investigadores han puesto sus ojos en la biología y la forma en que funcionan sus procesos.
De ese análisis surge que las operaciones biológicas y matemáticas presentan algunas similitudes: la estructura (muy compleja) de un ser viviente es el resultado de aplicar operaciones simples a la información inicial codificada en una secuencia de ADN (genes).
Paralelamente, todos los problemas matemáticos complejos se pueden reducir a operaciones simples como la suma y la resta.
Por las mismas razones por las que el ADN fue supuestamente seleccionado para los organismos vivientes como material genético, el ser estable y predecible en reacciones, las cadenas de ADN también pueden ser usadas para codificar información para sistemas matemáticos.
Por eso, y mediante la aplicación de la “nanotecnología”, se está investigando la utilización de la bioinformática, o computación molecular.
La hipótesis dice que las computadoras basadas en interacciones a nivel molecular (Computadoras con ADN y Computadoras Cuánticas) pueden ser una alternativa viable a las computadoras electrónicas convencionales.
Existen problemas complejos que requieren una búsqueda intensiva para su resolución, que no son eficientemente resueltos por las computadoras digitales.
Las computadoras moleculares se muestran más adecuadas para la resolución eficiente de dichos problemas debido a su enorme capacidad de paralelismo.
En estas computadoras, los símbolos lógicos se expresan por unidades químicas de ADN en vez de por el flujo de electrones habitual en las computadoras corrientes.
Avances en nanotecnología
En la Convención Internacional de Aparatos Electrónicos, realizada en San Francisco el año pasado, se dieron a conocer los más recientes descubrimientos. Un investigador de IBM describió un modelo teórico de computadora que procesa bits cuánticos que, por una rareza de las leyes de la física cuántica, representa cero y uno al mismo tiempo.
La empresa apunta a transformar esta teoría en un modelo operativo. Una posibilidad sería utilizar interruptores que se enciendan y apaguen mediante el cambio de dirección del espín del electrón (su rotación) para efectuar cálculos en unas pocas horas.
Asimismo, en la conferencia, investigadores japoneses dieron a conocer un circuito lógico basado en transistores de un único electrón, nanotecnología en su mínima expresión. Expertos de la Universidad de Berkeley también presentaron avances en nanotecnología: un componente de transistor de sólo 20 nanómetros de ancho, casi el tamaño de siete átomos de silicio.
Electrónica + Biología = Bioinformática
El ADN se suma a la computación de alta velocidad. Hace apenas seis años, nacía la computación basada en ADN cuando Leonard Adleman, inventor de la tecnología de encriptación que se utiliza para realizar comunicaciones vía Internet, resolvió un cálculo matemático “bastante sencillo” mediante el ADN.
Desde entonces, se han realizado cómputos matemáticos mucho más complejos con el uso de ADN.
Por cierto, las computadoras convencionales podrían haber resuelto estos problemas con mayor rapidez, pero ésa no era la cuestión.
Una vez ampliadas, las computadoras basadas en ADN serán capaces de solucionar, en nanosegundos, problemas que hoy son imposibles de resolver. Procesarán billones de cálculos al mismo tiempo, además de realizar procesamientos paralelos.
El ADN también ofrece la posibilidad de que moléculas individuales almacenen datos con mayor eficiencia que los chips de silicio o cualquier otra memoria electrónica. Un miligramo de ADN puede almacenar 1 millón de CD.
Oportunidades de negocios
Emprendedores y empresas reconocidas se babean con las posibilidades comerciales de los chips de próxima generación, pero especialmente con las posibilidades que ofrecen los chips de ADN. Desde hace algún tiempo, la empresa Affymetrix Inc., con sede en Santa Clara, California, domina el mercado comercial.
Esta empresa visionaria anticipó el mercado del ADN mucho antes que el proyecto del genoma humano desentrañara la secuencia completa.
Los analistas predicen que los chips de ADN desarrollarán una industria valuada en US$ 2.000 millones en un par de años. Motorola, Corning, Hewlett-Packard y otras firmas incursionan en esta nueva industria de inmenso potencial.
Motorola BioChip Systems anticipa que, en los próximos cinco a diez años, aparecerá un mercado multimillonario de chips de ADN, desde productos de baja densidad para detectar fragmentos genéticos que diagnostiquen enfermedades hasta chips de alta densidad para pronosticar enfermedades futuras.
Corning utiliza su experiencia y conocimiento en vidrios para desarrollar plataformas de ADN, en tanto que Hewlett-Packard utiliza su know how en impresiones para trabajar con genes.
Lo que viene
En todo el mundo se realizan investigaciones sobre las aplicaciones de la tecnología para fabricar chips de ADN.
Los científicos anticipan un futuro en el que será posible utilizar reconocimiento selectivo molecular y de auto ensamblaje para producir circuitos de ADN.
También existe la posibilidad futura de que se implante inteligencia artificial basada en el ADN del cerebro humano.
Afortunadamente, no viviremos para saber si esto funciona o no. Por ahora, se espera la aparición de computadoras cada vez más pequeñas, más rápidas, más económicas, que ofrezcan la posibilidad de instalarse en cualquier lugar.
Desde los años ‘60, el número de transistores que componen un chip viene creciendo sistemáticamente. Pero como las leyes físicas inexorablemente imponen un límite, la lámina de silicio sobre cuya superficie se imprimen los componentes del circuito integrado ya no permite más crecimiento.
En el esfuerzo por crear computadoras de quinta generación, los investigadores han puesto sus ojos en la biología y la forma en que funcionan sus procesos.
De ese análisis surge que las operaciones biológicas y matemáticas presentan algunas similitudes: la estructura (muy compleja) de un ser viviente es el resultado de aplicar operaciones simples a la información inicial codificada en una secuencia de ADN (genes).
Paralelamente, todos los problemas matemáticos complejos se pueden reducir a operaciones simples como la suma y la resta.
Por las mismas razones por las que el ADN fue supuestamente seleccionado para los organismos vivientes como material genético, el ser estable y predecible en reacciones, las cadenas de ADN también pueden ser usadas para codificar información para sistemas matemáticos.
Por eso, y mediante la aplicación de la “nanotecnología”, se está investigando la utilización de la bioinformática, o computación molecular.
La hipótesis dice que las computadoras basadas en interacciones a nivel molecular (Computadoras con ADN y Computadoras Cuánticas) pueden ser una alternativa viable a las computadoras electrónicas convencionales.
Existen problemas complejos que requieren una búsqueda intensiva para su resolución, que no son eficientemente resueltos por las computadoras digitales.
Las computadoras moleculares se muestran más adecuadas para la resolución eficiente de dichos problemas debido a su enorme capacidad de paralelismo.
En estas computadoras, los símbolos lógicos se expresan por unidades químicas de ADN en vez de por el flujo de electrones habitual en las computadoras corrientes.
Avances en nanotecnología
En la Convención Internacional de Aparatos Electrónicos, realizada en San Francisco el año pasado, se dieron a conocer los más recientes descubrimientos. Un investigador de IBM describió un modelo teórico de computadora que procesa bits cuánticos que, por una rareza de las leyes de la física cuántica, representa cero y uno al mismo tiempo.
La empresa apunta a transformar esta teoría en un modelo operativo. Una posibilidad sería utilizar interruptores que se enciendan y apaguen mediante el cambio de dirección del espín del electrón (su rotación) para efectuar cálculos en unas pocas horas.
Asimismo, en la conferencia, investigadores japoneses dieron a conocer un circuito lógico basado en transistores de un único electrón, nanotecnología en su mínima expresión. Expertos de la Universidad de Berkeley también presentaron avances en nanotecnología: un componente de transistor de sólo 20 nanómetros de ancho, casi el tamaño de siete átomos de silicio.
Electrónica + Biología = Bioinformática
El ADN se suma a la computación de alta velocidad. Hace apenas seis años, nacía la computación basada en ADN cuando Leonard Adleman, inventor de la tecnología de encriptación que se utiliza para realizar comunicaciones vía Internet, resolvió un cálculo matemático “bastante sencillo” mediante el ADN.
Desde entonces, se han realizado cómputos matemáticos mucho más complejos con el uso de ADN.
Por cierto, las computadoras convencionales podrían haber resuelto estos problemas con mayor rapidez, pero ésa no era la cuestión.
Una vez ampliadas, las computadoras basadas en ADN serán capaces de solucionar, en nanosegundos, problemas que hoy son imposibles de resolver. Procesarán billones de cálculos al mismo tiempo, además de realizar procesamientos paralelos.
El ADN también ofrece la posibilidad de que moléculas individuales almacenen datos con mayor eficiencia que los chips de silicio o cualquier otra memoria electrónica. Un miligramo de ADN puede almacenar 1 millón de CD.
Oportunidades de negocios
Emprendedores y empresas reconocidas se babean con las posibilidades comerciales de los chips de próxima generación, pero especialmente con las posibilidades que ofrecen los chips de ADN. Desde hace algún tiempo, la empresa Affymetrix Inc., con sede en Santa Clara, California, domina el mercado comercial.
Esta empresa visionaria anticipó el mercado del ADN mucho antes que el proyecto del genoma humano desentrañara la secuencia completa.
Los analistas predicen que los chips de ADN desarrollarán una industria valuada en US$ 2.000 millones en un par de años. Motorola, Corning, Hewlett-Packard y otras firmas incursionan en esta nueva industria de inmenso potencial.
Motorola BioChip Systems anticipa que, en los próximos cinco a diez años, aparecerá un mercado multimillonario de chips de ADN, desde productos de baja densidad para detectar fragmentos genéticos que diagnostiquen enfermedades hasta chips de alta densidad para pronosticar enfermedades futuras.
Corning utiliza su experiencia y conocimiento en vidrios para desarrollar plataformas de ADN, en tanto que Hewlett-Packard utiliza su know how en impresiones para trabajar con genes.
Lo que viene
En todo el mundo se realizan investigaciones sobre las aplicaciones de la tecnología para fabricar chips de ADN.
Los científicos anticipan un futuro en el que será posible utilizar reconocimiento selectivo molecular y de auto ensamblaje para producir circuitos de ADN.
También existe la posibilidad futura de que se implante inteligencia artificial basada en el ADN del cerebro humano.
Afortunadamente, no viviremos para saber si esto funciona o no. Por ahora, se espera la aparición de computadoras cada vez más pequeñas, más rápidas, más económicas, que ofrezcan la posibilidad de instalarse en cualquier lugar.
