Computação com Mecanismos Naturais

Trata-se de um novo paradigma de computação onde mecanismos naturais, como, por exemplo, as cadeiasde DNA e os bits quânticos, são utilizados como estruturas de dados para o desenvolvimento de “computadores naturais”.

Os produtos desta sub-área podem ser vistos como candidatos a substituir oucomplementar os computadores digitais disponíveis atualmente. Seus principais representantes são a computação molecular (Păun et al.,1998; Gramß et al., 2001) e a computação quântica (Hirvensalo, 2000;Nielsen & Chuang, 2000).


Em 1965 G. Moore observou que existe um crescimento exponencial na quantidade de transistores que são colocados em um circuito integrado. De acordo com a “Lei de Moore”, o número de transistores em um chip dobra a cada par de anos ou ano e meio. Se esta escala
permanecer válida, ao final desta década computadores baseados em tecnologia
de silício terão atingido seus limites em termos de poder de processamento.

Uma questão que surge, então, é qual outro tipo de material, diferente do silício, pode fornecer uma alternativa para o projeto e implementação de um dispositivo computacional?
A última década testemunhou a proposta e desenvolvimento de diversos meios alternativos de computação e suas respectivas técnicas. Estas abordagens são basicamente de dois tipos:

1) aquelas baseadas em biomoléculas, e
2) aquelas baseadas em bits quânticos.

As abordagens baseadas em biomoléculas, como cadeias de DNA ou RNA, ou membranas, são normalmente denominadas de computação molecular (Păun et al., 1998; Gramß et al., 2001; Calude & Păun, 2001; Păun & Cutkosky, 2002; Sienko et al., 2003). Por outro lado, as abordagens baseadas em bits quânticos constituem o que é hoje conhecido como
computação quântica (Hirvensalo, 2000; Nielsen & Chuang, 2000; Pittenger,
2000).

No primeiro caso, biomoléculas são usadas como meio para armazenar informação
e técnicas de engenharia molecular (genética) são usadas para manipular
estas moléculas de forma a realizar processamento de informação.

Cumpre observar que esta abordagem se baseia na sofisticação e eficiência das técnicas de engenharia genética. A computação quântica, por outro lado, armazena informação em bits quânticos e manipula esta informação usando princípios da mecânica quântica.