MADRID, 26 Feb. (EUROPA PRESS) -
Un estudio publicado en Proceedings presenta un nuevo enfoque de computación en paralelo, basado en una combinación de nanotecnología y biología que puede resolver problemas combinatorios.
El enfoque es escalable, tolerante a fallos, energéticamente eficiente, y puede ser implementado con las tecnologías existentes.
El logro pionero fue desarrollado por investigadores de la Universidad Técnica de Dresde y el Instituto Max Planck de Biología Celular, Molecular y Genética, ambos en Alemania.
Los equipos electrónicos convencionales han dado lugar a notables avances tecnológicos en las últimas décadas, pero su naturaleza secuencial --sólo pueden realizar una tarea computacional a la vez--les impide resolver los problemas de la naturaleza combinatoria, tales como el diseño y plegado de proteínas y plegado, y el enrutamiento óptimo en red. Esto es porque el número de cálculos necesarios para resolver tales problemas crece exponencialmente con el tamaño del problema, haciéndolos intratables con la computación secuencial.
Los planteamientos de computación en paralelo, en principio, pueden hacer frente a estos problemas, pero los enfoques desarrollados hasta ahora han sufrido inconvenientes que han hecho aumentar la escala y han dificultado la aplicación práctica. El nuevo enfoque de computación en paralelo pretende abordar estas cuestiones mediante la combinación de la tecnología de nanofabricación, bien establecida, con motores moleculares que son muy eficientes en energía e inherentemente trabajan en paralelo.
En este enfoque, en el que los investigadores demuestran como punto de referencia que un problema combinatorio es notoriamente difícil de resolver con las computadoras secuenciales, el problema a resolver es "codificado" en una red de canales de nanoescala. Esto se hace, por un lado, mediante el diseño matemático de una red geométrica que es capaz de representar el problema, y por otro lado mediante la fabricación de una red física basada en este diseño usando litografía, una técnica de fabricación estándar de chips.
La red ex explorada luego en paralelo por muchos filamentos de proteína que son movidos por una capa molecular de proteínas motoras que cubren la parte inferior de los canales. El diseño de la red, utilizando diferentes tipos de uniones, guía automáticamente los filamentos a las soluciones correctas para el problema. Esto se realiza por diferentes tipos de uniones, causando que los filamentos se comporten de dos maneras diferentes. Como los filamentos son estructuras bastante rígidas, dar la vuelta a la izquierda o la derecha sólo es posible para ciertos ángulos de los canales de cruce.
Mediante la definición de estas opciones, los científicos lograron una red "inteligente" que da a los filamentos la oportunidad, ya sea de cruzar únicamente en línea recta o de decidir entre dos posibles canales con una probabilidad 50/50.
Es importante destacar que el enfoque es completamente escalable con las tecnologías existentes y usa órdenes de magnitud menores de energía que los ordenadores convencionales, evitando así los problemas de calentamiento que limitan actualmente el rendimiento de la informática convencional.
