De regresso ao futuro: estará a computação analógica à velocidade da luz a caminho?
Investigadores anunciaram um avanço promissor no campo da computação analógica, com o desenvolvimento de um circuito eletrónico programável que utiliza ondas eletromagnéticas de alta frequência para realizar cálculos complexos em paralelo — à velocidade da luz.
A investigação, publicada recentemente na revista Nature Communications sob o título Programmable Circuits for Analog Matrix Computations, poderá abrir caminho a uma nova era da computação, muito para além dos limites da eletrónica digital convencional, com menor consumo de energia e capacidade para processar volumes massivos de informação em tempo real.
O estudo foi liderado por Rasool Keshavarz, da Universidade de Tecnologia de Sydney (UTS), e pelo Professor Associado Mohammad-Ali Miri, do Rochester Institute of Technology (RIT), contando ainda com a participação de Kevin Zelaya (RIT) e da Professora Associada Negin Shariati (UTS), diretora fundadora do Laboratório de Tecnologias de Rádio Frequência e Comunicação (RFCT).
“Esta descoberta abre caminho para uma nova geração de processadores analógicos de rádio frequência (RF) e micro-ondas, com aplicações em radares, comunicações avançadas, sensores e tecnologias espaciais que exigem operações em tempo real”, afirma Keshavarz, investigador sénior e engenheiro principal de sistemas no RFCT Lab.
Segundo o Professor Miri, “conseguimos ligar física e eletrónica para conceber o primeiro circuito integrado de micro-ondas programável capaz de executar transformações matriciais — operações matemáticas fundamentais em muitas tecnologias modernas”.
A computação digital tradicional enfrenta limitações associadas à comutação de transístores, velocidade de relógio, geração de calor e eficiência energética. Em contraste, a computação analógica utiliza sinais contínuos, como ondas eletromagnéticas, para processar informação, o que permite executar múltiplos cálculos em simultâneo e com muito menor consumo de energia.
As possíveis aplicações deste avanço são vastas: desde redes sem fios ultra-rápidas a radares e sensores em tempo real para defesa e exploração espacial, passando por sistemas de monitorização avançada para mineração, agricultura, e investigação científica e industrial.
“Estamos a estabelecer uma plataforma escalável para o processamento analógico de sinais, colocando a UTS e os seus parceiros internacionais na linha da frente de um novo paradigma computacional, que integra a física dos dispositivos com aplicações a nível de sistema”, sublinha Keshavarz.
Este é apenas o início de uma nova trajetória de investigação. Estudos de seguimento já estão em curso para alargar a tecnologia a arquiteturas práticas aplicáveis em sistemas reais, com o objetivo de superar os limites atuais da computação digital.
A Professora Shariati destaca o carácter pioneiro do projeto: “Esta investigação é um excelente exemplo de como uma ideia arrojada pode tornar-se realidade através de uma colaboração multidisciplinar de excelência. Ao reunir especialistas em eletrónica, engenharia de rádio frequência, física e fotónica da Austrália e dos Estados Unidos, conseguimos transformar teoria em prática e abrir caminho para sistemas computacionais de próxima geração.”
Keshavarz fez ainda questão de distinguir esta abordagem da computação quântica: “Ao contrário dos sistemas quânticos, que enfrentam grandes desafios de escalabilidade e estabilidade, a nossa plataforma de computação analógica é viável com a tecnologia atual e tem potencial para aplicações reais a curto prazo.”