Criado o primeiro memcomputador

Memcomputador​

Pesquisadores norte-americanos e italianos construíram o primeiro "memcomputador", uma nova arquitetura computacional que lembra mais a forma como funciona o cérebro humano.
Na arquitetura dos computadores actuais, conhecida como paradigma de Turing, o armazenamento (memória) e o processamento (CPU) dos dados são feitos em áreas distintas, o que exige o transporte constante desses dados de um lado para o outro.
No memcomputador tudo é feito no mesmo lugar, com um ganho exponencial de velocidade.
Isto é possível porque, em lugar dos transístores dos computadores actuais, o memcomputador usa memristores, componentes electrónicos que conseguem guardar dados e podem ser usados para cálculos, tudo em simultâneo.
Cada memristor consegue se lembrar da corrente elétrica que o atravessou alterando a sua própria resistência, de modo que o dado é mantido na memória ao mesmo tempo que o componente está sendo usado para fazer os cálculos.

Memcomputação​

A memcomputação é um novo paradigma 'não-Turing' de computação que utiliza células de memória interagentes (memprocessadores) para armazenar e processar informações na mesma plataforma física," explica a equipa.
Foi recentemente provado matematicamente que os memcomputadores têm o mesmo poder computacional das máquinas de Turing não determinísticas.
Portanto, elas podem resolver problemas NP-completos em tempo polinomial e, usando a arquitetura apropriada, com recursos que só crescem polinomialmente com o tamanho da entrada," acrescentam.
O "problema NP-completo" a que se referem os pesquisadores pode ser entendido, de forma simplificada, pela questão: "Dado um conjunto de números inteiros, existe ao menos um subconjunto não vazio cuja soma seja zero?"

Desempenho do memcomputador​

Nos computadores eletrónicos actuais, a solução desse problema exige que cada número seja levado da memória ao processador e somado com cada um dos outros.
Se seu conjunto tem 1 milhão de números, cada número será comparado 1 milhão de vezes, o que dará 1 trilhão de viagens entre o processador e a memória.
O memcomputador, por sua vez, cria uma espécie de labirinto para a eletricidade através de toda a malha de memristores.
Nesse labirinto, cada entrada representa um número do conjunto original, enquanto as saídas representam cada um dos números com os quais ele deve ser comparado.
Além disso, a eletricidade só flui pelo circuito através de combinações específicas - combinações que deem uma determinada soma.
Desta forma, pegando num número, o memcomputador faz todas as suas combinações com os demais numa única rodada do seu "labirinto eléctrico".
Assim, no mesmo exemplo anterior, com um conjunto de 1 milhão de números, o memcomputador precisará de apenas 1 milhão de rodadas, contra 1 trilhão dos computadores actuais.
Transformando isso em tempo, se as duas arquiteturas levarem um segundo para fazer cada cálculo, o memcomputador resolverá o problema em 11,5 dias, enquanto os computadores atuais levarão 31.700 anos.

Ruído e correção de erro​

O memcomputador usa seis memprocessadores, cada um construído na sua própria placa de circuito impresso.
Embora não forneçam detalhes sobre os memristores propriamente ditos, a equipa afirma que todo o circuito foi construído com técnicas da microelectrónica tradicional, disponíveis na maioria dos laboratórios.
Mas, é claro, nem tudo está pronto para mudar o mundo da computação e da informática - e nem para dispensar as pesquisas com os computadores quânticos.
Os pesquisadores relatam que o memcomputador sofre de uma anomalia congénita: uma forte perda de dados.
O labirinto criado ao longo da matriz de memristores degrada-se com a distância, tornando difícil separar o dado do ruído introduzido pelo ambiente.
Mas, segundo eles, isto poderá ser corrigido com o desenvolvimento de códigos de correção de erros adequados.
“Vale a pena notar que os algoritmos de computação quântica também exigem necessáriamente códigos de correção de erros para a sua implementação prática por causa de várias fontes inevitáveis de ruído," compara a equipa.