DESAFIOS DA COMPUTAÇÃO: TRANSIÇÃO DO SILÍCIO PARA NOVAS TECNOLOGIAS

Por: Wellington Gomes Pereira

tonygomes@gmail.com
16/02/2021 23:15:06

"Nos dias 8 e 9 de maio de 2006 houve, em São Paulo, um seminário promovido pela Sociedade Brasileira de Computação (SBC), com o apoio da FAPESP e da CAPES, que reuniu, durante os dois dias, 26 pesquisadores brasileiros na área da computação que geraram cinco desafios para a área e as ações que deveriam ser tomadas nos próximos 10 anos para se enfrentar cada um dos desafios.

O seminário foi chamado de “Grandes Desafios de Pesquisa em Computação no Brasil: 2006 - 2016”.

Os desafios propostos durante os dois dias do seminário foram, em ordem: 1- Gestão da Informação em grandes volumes de dados multimídia distribuídos; 2- Modelagem computacional de sistemas complexos artificiais, naturais e socioculturais e da interação homem-natureza; 3- Impactos para a área da computação da transição do silício para novas tecnologias; 4- Acesso participativo e universal do cidadão brasileiro ao conhecimento; e finalmente 5- Desenvolvimento tecnológico de qualidade: sistemas disponíveis, corretos, seguros, escaláveis, persistentes e ubíquos.

É interessante notar que, mesmo 4 anos após os 10 previstos para o enfrentamento dos desafios, nos parece que a questão da transição do silício para as novas tecnologias ainda se mantém uma incógnita. Base para todos os computadores atuais, e um dos principais componentes do mundo eletrônico, o silício é considerado, depois do oxigênio, o material mais fácil de se encontrar na Terra. Porém, o silício está chegando no seu limite físico, ao mesmo tempo que novas tecnologias estão surgindo, como a computação quântica, de modo que cientistas da IBM, Intel, AMD e outros buscam formas de substituir o silício nos chips de computador, já prevendo o crescimento dos computadores quânticos.

Mas afinal, qual seria o substituto do silício e qual impacto disso?

A empresa canadense D-Wave Systems deu o primeiro passo na computação quântica em 2007, com o lançamento do Orion, o primeiro computador quântico viável da história. Trabalhando com 16 qubits (os bits quânticos), o tamanho pode aparentar pouco, mas de forma bem resumida, cada bit pode assumir os dois estados binários (0 ou 1), fazendo com que a velocidade de processamento se torne algo muito além dos chips tradicionais. Para isso, os engenheiros da D-Wave Systems utilizaram, no lugar do silício, nióbio, um elemento abundante no Brasil, detentor de 90% de toda a reserva mundial.

Uma segunda alternativa que surgiu em 2019 para substituir o silício nos computadores quânticos é o urânio. O ditelureto de urânio, visto como um promissor supercondutor, conduz eletricidade sem resistência, sendo um possível material para os qubits quânticos. Apesar da má fama do urânio, principalmente em relação a sua radioatividade, os cientistas afirmam que não há motivo para alarde, pois esse material não é radioativo. Muito pelo contrário, o ditelureto de urânio se mostrou um eficaz material para resolver um dos maiores desafios da computação quântica no momento: a rápida perda de dados. No caso, o qubit de urânio se mostrou tão resistente que ganhou o singelo apelido de “silício da computação quântica”.

É claro que o nióbio e o urânio não são os únicos materiais supercondutores em estudos. A IBM estuda a substituição do silício por nanotubos de carbono, enquanto a Intel aponta para o arsenieto de gálio. Porém, é inevitável que com a evolução da computação e as novas descobertas tecnológicas, o futuro do silício é ser deixado para trás.

O Impacto disso tudo? Nosso bolso! Atualmente os lingotes de silício são feitos em cilindros de 300 milímetros de diâmetro, porém, pesquisadores tentam criar lingotes de 450 milímetros, o que deverá manter os baixos custo de produção. Depois disso, pode ser que o silício chegue ao seu limite final, e haja necessidade de troca-lo por um novo elemento. Se, por um lado, essa notícia é boa, pois um novo elemento que liberte os limites impostos pelo silício irá fazer com que os novos processadores trabalhem numa velocidade nunca vista, o custo de produção também deverá aumentar, e o preço das máquinas deverá ter um aumento imediato.

De todo modo, a estimativa dos cientistas é que o silício ainda se manterá rei pelos próximos 20 anos, e o impacto discutido no seminário da SBC em 2006 só será efetivamente sentido quando os novos computadores e as novas tecnologias baseadas em outros materiais que não o silício surgirem."

Referências

• O que é silício e por que os microchips são feitos desse material? Canaltech, 2015. Disponível em: <https://canaltech.com.br/hardware/o-que-e-silicio-e-por-que-os-microchips-sao-feitos-desse-material>. Acesso em: 16 fev. 2021.

• CANGUÇU, Raphael. É a era da computação por silício chegando ao fim? Codificar, 2014. Disponível em: <https://codificar.com.br/e-a-era-da-computacao-por-silicio-chegando-ao-fim>. acesso em: 16 fev. 2021.

• Composto de urânio pode se tornar silício da computação quântica. Inovação Tecnológica, 2019. Disponível em: <https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=silicio-computacao-quantica-base-uranio&id=010110190830#.YCxC62hKiUl>. Acesso em: 16 fev. 2021.

• O futuro da computação - Processamento quântico. Brayner, 2019. Disponível em: <http://www.brayner.com.br/post/o-futuro-da-computa%C3%A7%C3%A3o-processamento-qu%C3%A2ntico>. Acesso em: 16 fev. 2021.

• Computador quântico em ação. Pesquisa Fapesp, 2007. Disponível em: <https://revistapesquisa.fapesp.br/computador-quantico-em-acao>. Acesso em: 16 fev. 2021.