Bits probabilísticos poderão ser a base de uma nova revolução na computação

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/05/2004

Computação probabilística

Com o advento da eletrônica e da computação, tudo o que é digital tem sido entendido como sinônimo de precisão e exatidão. Tanto que o termo Era Digital refere-se a este momento baseado na velocidade e na exatidão de bits, capazes de representar qualquer informação em pequenas unidades transformadas em zeros e uns.

Mas o que aconteceria se um bit não tivesse, com absoluta certeza, um valor definido? Como se comportaria o mundo digital se um bit pudesse, talvez, ser zero, ou, quem sabe, ser um?

Cientistas do Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, em vez de se apavorarem ante essa aparente catástrofe, afirmam não apenas que descobriram como lidar com bits "indecisos", como também que essa propriedade pode representar uma verdadeira revolução tecnológica, possibilitando, por exemplo, telefones celulares que permitem centenas de horas de conversação sem a necessidade de recarga da bateria.

Pbits

Os cientistas afirmam ter descoberto os "bits probabilísticos", ou PBits. Um PBit é como um bit convencional, podendo assumir um valor 0 ou 1; mas o valor que ele efetivamente assume depende de uma probabilidade p. Os equipamentos digitais atuais, baseados nos bits convencionais, gastam grandes quantidades de energia calculando com absoluta certeza o valor de cada bit, mesmo quando rodam algoritmos de probabilidade, como os utilizados em criptografia.

O Dr. Krishna Palem, autor da descoberta, inspirou-se nos trabalhos de Richard Feynman, que afirmou que a convivência com a incerteza dos Pbits pode ser muito bem recompensada pelo menor gasto de energia. Feynman, que é tido como o grande teórico da nanotecnologia, afirmou também que, quanto mais alto o valor da probabilidade p que se desejar obter, maior será o gasto de energia necessário para se produzir o PBit.

O Dr. Palem aplicou o conceito de probabilidade, já bem estabelecido no desenvolvimento de software, à camada de hardware, utilizando microcontroladores, pequenos chips utilizados para controlar equipamentos e hoje presentes em praticamente todos os aparelhos mais modernos, desde batedeiras até telefones celulares e automóveis.

Computação baseada em probabilidades

Embora possa parecer um contrassenso, já é sabido há bastante tempo que a adição de probabilidade à informática aumenta a velocidade dos aplicativos. Mas agora o cientista demonstrou que um novo tipo de chip, que seja capaz de "manipular opções", também funcionará muito mais rapidamente do que os chips atuais e gastando menos energia, ao mesmo tempo em que a precisão da computação é mantida.

"Nós rodamos simulações utilizando um programa de reconhecimento de voz presente em vários telefones celulares," explica o Dr. Palerm. "Eu ficaria feliz com uma melhoria de consumo por um fator de 30 ou 40. Em alguns casos, eu fiquei abismado quando diminuímos o gasto de energia por um fator de 1.000," comemora ele.

Os pesquisadores fizeram simulações com algoritmos determinísticos simples, algoritmos genéticos e aplicações complexas baseadas em elementos cognitivos. Quanto mais complexa a aplicação, maior é a economia de energia. Como os equipamentos e as aplicações tornam-se cada dia mais complexos, esta não poderia ser uma notícia melhor.

Agora os pesquisadores estão construindo um chip básico capaz de lidar com probabilidades. Eles esperam utilizar esse novo chip como o elemento com o qual será possível construir-se uma nova arquitetura de computação.