O Futuro dos Computadores - Inteligência Artificial

O que é a Inteligência Artificial?

O termo "Inteligência Artificial" foi cunhado em 1956 por John McCarthy no Massachusetts Institute of Technology (MIT) definindo-a como a ciência e engenharia de fazer máquinas inteligentes.

Hoje em dia é um ramo da ciência da computação que visa conseguir que os computadores se comportem como seres humanos e este campo de investigação é definido como o estudo e concepção de agentes inteligentes, onde um agente inteligente é um sistema que se apercebe do ambiente que o rodeia e realiza acções que maximizam as suas hipóteses de sucesso.

Esta nova ciência foi fundada com base na crença de que uma propriedade central dos seres humanos, a inteligência, ou seja, a sabedoria do Homo Sapiens, pode ser descrita com tanta precisão que pode ser simulada por uma máquina. Isto levanta questões filosóficas sobre a natureza da mente e a ética da criação de seres artificiais, questões essas que têm sido abordadas pela ficção, mito e filosofia desde a antiguidade.

A Inteligência Artificial inclui a programação de computadores para tomar decisões em situações da vida real (por exemplo, alguns destes "sistemas periciais" ajudam os médicos no diagnóstico de doenças com base nos sintomas), a programação de computadores para compreender as linguagens humanas (linguagem natural), programação de computadores para jogar esses jogos como xadrez e damas, programação de computadores para ouvir, ver e reagir a outros estímulos sensoriais (robótica) e projectar sistemas que simulam a inteligência humana tentando reproduzir os tipos de ligações físicas entre neurónios no cérebro humano (redes neurais).

 

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O Futuro dos Computadores - Computadores Ópticos

Um computador óptico (também chamado computador fotónico) é um dispositivo que realiza a computação utilizando fotões de luz visível ou feixes infravermelho, ao invés de electrões a fluir numa corrente eléctrica. Os computadores que utilizamos hoje em dia usam transístores e semicondutores para controlo de electricidade mas os computadores do futuro poderão utilizar cristais e metamateriais para controlar a luz.

Uma corrente eléctrica gera calor nos sistemas de computador e conforme aumenta a velocidade de processamento, o mesmo acontece com a quantidade de electricidade necessária; esse calor extra é extremamente prejudicial para o hardware. Os fotões criam quantidades substancialmente mais pequenas de calor que os electrões tornando assim possível o desenvolvimento de sistemas com maior poder de processamento. Através da aplicação de algumas das vantagens das redes de luz visível ou de infravermelho à escala de dispositivos e componentes, poderá um dia ser desenvolvido um computador que possa realizar todas as operações significativamente mais rápido que um computador electrónico convencional.

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O Futuro dos Computadores - Nanocomputadores Quânticos

Um computador quântico usa fenómenos mecânicos quânticos, tais como entrelaçamento e sobreposição, para processar dados. A computação quântica pretende usar as propriedades quânticas das partículas para representar e estruturar dados utilizando a mecânica quântica para entender como realizar operações com esses dados.

As propriedades da mecânica quântica de átomos ou núcleos permitem que essas partículas trabalhem juntas como bits quânticos, ou qubits. Estes qubits trabalham em conjunto para formar o processador e a memória do computador. Os qubits podem interagir uns com os outros, enquanto isolados do ambiente externo, e isso permite-lhes realizar cálculos de forma muito mais rápida que os computadores convencionais. Ao computar simultaneamente muitos números diferentes e, em seguida, cruzar os resultados de modo a obter uma resposta única, um computador quântico pode executar um grande número de operações em paralelo e conseguir ser muito mais poderoso que um computador digital do mesmo tamanho.

Um nanocomputador quântico irá trabalhar armazenando dados na forma de estados quânticos atómicos ou spin. Tecnologia deste tipo já está em desenvolvimento sob a forma do electrão único de memória (SEM-Sigle Electron Memory) e pontos quânticos. Por meio da mecânica quântica, ondas armazenarão o estado de cada componente em nanoescala e as informações serão armazenadas em forma de orientação do spin ou o estado de um átomo. Com a configuração correcta, a interferência construtiva salientará os padrões de ondas que contém a resposta certa, enquanto a interferência destrutiva impedirá qualquer resposta errada.

O estado de energia de um electrão dentro de um átomo, representado pelo nível de energia do electrão, pode, teoricamente, representam um, dois, quatro, oito ou até 16 bits de dados. O principal problema com esta tecnologia é a instabilidade visto que os estados de energia instantânea electrónica são difíceis de prever e ainda mais difíceis de controlar. Um electrão pode facilmente cair para um estado de energia menor, emitindo um fotão e, inversamente, um fotão pode atingir um átomo e levar um dos seus electrões a saltar para um estado energético superior.

Prometo em breve escrever uma série de artigos a explicar os rudimentos da física quântica, ok?