Todos nós queremos computadores cada vez mais rápidos, com memórias cada vez maiores, imagens perfeitas em sua definição digital e, claro, preços cada vez mais baixos. Essa demanda tem desafiado a criatividade dos cientistas que enfrentam os inúmeros problemas que vão surgindo no caminho. Até agora, tudo tem andado às mil maravilhas, como todo consumidor de apetite voraz pode constatar. Eis alguns números: a capacidade de armazenamento de dados, ou a memória, dos discos rígidos aumentou numa taxa de 25% a 30% nos anos 80 e nos anos 90 em torno de 60%. Só no final do ano passado, o aumento na capacidade de armazenamento foi de 130%! Hoje, ela dobra a cada nove meses, mais rápido que a taxa de crescimento na capacidade dos microchips, que também é espantosa. Essa segue uma fórmula empírica chamada Lei de Moore, dobrando a velocidade de processamento -relacionada com a frequência do microchip- a cada 18 meses.
Esse progresso ultra-rápido está por trás da grande revolução tecnológica que estamos vivendo agora, a terceira revolução industrial (a primeira, na Alta Idade Média, com o desenvolvimento da indústria têxtil, e a segunda, com a máquina a vapor). Tudo isso graças ao sucesso com que a física quântica e a eletrônica permitiram uma miniaturização contínua no tamanho dos elementos que compõem esses instrumentos, sem comprometer sua eficiência. Muito pelo contrário. O preço por megabyte (milhões de bytes) de memória, que em 1988 era US$ 11,54, caiu para US$ 0,04 em 1998. A estimativa para 2002 é de US$ 0,003.
Essa corrida pelo menor e mais rápido está chegando ao fim. Não porque a demanda está decrescendo; hoje, um número cada vez maior da população mundial tem ou usa diariamente computadores e essa tendência só tende a crescer. O problema é que as tecnologias usadas na construção de discos rígidos e microchips está chegando ao limite entre dois mundos distintos, o mundo clássico e o mundo quântico, o mundo dos átomos, moléculas e partículas subatômicas. O grande desafio encarado pelos cientistas é que o mundo quântico é dominado por flutuações imprevisíveis, algo que vai de encontro à idéia de memória permanente, que deve ser imune a flutuações aleatórias. Vejamos como isso funciona.
A memória em computadores é "esculpida" magneticamente no material que compõe a superfície do disco rígido; cada unidade de informação, ou bit, é composta de centenas de grãos de certos materiais cujos átomos funcionam como mini-ímãs: imagine um disco daqueles pré-CDs, com a superfície semelhante a um tabuleiro de xadrez. A gravação da informação é efetuada por uma "agulha" magnética, que força os pequenos ímãs nos grãos -os quadrados do tabuleiro- a se alinhar em uma (zero) ou outra (um) direção, em um código binário. Uma vez esculpida no disco, a informação pode ser lida, com um dispositivo sensível às variações no campo magnético da superfície. Como aumentar a quantidade de informação em um disco rígido? Fácil. Basta aumentarmos o número de sulcos na superfície do disco e/ ou o tamanho dos grãos magnéticos e/ou a velocidade com que o disco gira. Cada uma dessas soluções está sendo aplicada. Discos giram com velocidades de 3.600 a 10 mil revoluções por minuto. Se girarem mais rápido, a turbulência causada pelo ar sobre a superfície causa erros na gravação e na leitura de informação.
O número de sulcos está hoje em torno de 5.000 por centímetro quadrado. Para aumentarmos esse número é necessário um posicionamento extremamente preciso da agulha magnética para a leitura de cada sulco. Para a gravação, o problema é maior: a informação sendo gravada pode saltar para o sulco vizinho. Já a diminuição do tamanho do grão encontra um problema ainda mais fundamental: em geral, são usados 500 a 1.000 grãos magnéticos para gravar um bit. Se diminuirmos o número de grãos por bit, não só o sinal magnético enfraquece, dificultando sua leitura, mas flutuações na temperatura podem inverter o sinal magnético aleatoriamente.
Várias novas tecnologias estão sendo propostas para resolver esses desafios; leitoras a laser para guiar as agulhas, materiais mais resistentes às flutuações térmicas. Muito provavelmente, o computador do futuro será muito diferente, um híbrido entre o clássico e o quântico.
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