Sobre os limites fundamentais na computação

Em escala microscópica, pequenas variações de fabricação, especialmente para átomos dopantes, podem afetar os parâmetros do dispositivo, fazendo com que cada transistor seja ligeiramente diferente dos demais.

Qual o limite para o poder de processamento dos computadores? Até quando a Lei de Moore continuará sendo válida (ver, aqui no blog, esta postagem aqui)? O poder computacional dos computadores pessoais poderá crescer até quando (ou quanto)? Quais as novas tecnologias que podem ser incorporadas para manter esse crescimento? Quais os limites mais fundamentais (aqui entram, por exemplo, a velocidade da luz e o princípio da incerteza de Heisenberg)? Esses e outros pontos são analisados pelo pesquisador Igor L. Markov (University of Michigan, atualmente no Google) no artigo Limits on Fundamental Limits to Computation (link aqui), publicado na Nature (ver aqui).

Resumo do artigo

An indispensable part of our lives, computing has also become essential to industries and governments. Steady improvements in computer hardware have been supported by periodic doubling of transistor densities in integrated circuits over the last fifty years. Such Moore scaling now requires increasingly heroic efforts, stimulating research in alternative hardware and stirring controversy. To help evaluate emerging technologies and enrich our understanding of integrated-circuit scaling, we review fundamental limits to computation: in manufacturing, energy, physical space, design and verification effort, and algorithms. To outline what is achievable in principle and in practic, we recall how some limits were circumvented, compare loose and tight limits. We also point out that engineering difficulties encountered by emerging technologies may indicate yet-unknown limits.

Subject terms: Electrical and electronic engineering, Applied physics, Computer science.