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Computer molecolari da miliardi di calcoli al secondo


In breve:
Exascale computer, la nuova frontiera di macchine informatiche che faranno fare il salto di un gradino evolutivo a tutta l'umanita'

Dettagli (articolo di Mario Mazzocchi ) :

computer-molecolare-supercomputer

Un traguardo incredibile e decisivo per tutta l'umanità, la produzione di computer capaci di eseguire calcoli per miliardi di miliardi al secondo, si chiamano exascale computer. Questa tipologia di macchine informatiche da fantascienza non sono attualmente assemblabili con le conoscenze odierne, per tanti motivi, uno principale: per costruirne uno e metterlo in funzione occorrerebbe utilizzare l'intera risorsa di una centrale nuclerare da un Giga Watt solo per l'alimentazione!

La tecnica classica per creare computer sempre più potenti

Con la tecnologia odierna costruire computer sempre più potenti aumentando i processori in parallelo si scontra con dei limiti fisici quasi invalicabili. Attualmente, con questa metodologia, è stato creato dai cinesi Tianhe-2, il computer più potente al Mondo, che riesce "soltanto" ad eseguire 34 milioni di miliardi di operazioni al secondo, ben lontano dalle macchine fantascientifiche da miliardi di miliardi di operazioni al secondo.

La legge di Moore (raddoppio della potenza dei microprocessori ogni tot temporale) si scontra ormai con i problemi di miniaturizzazione dei componenti, miniaturizzazione necessaria proprio per cercare di risolvere il problema dell'alimentazione di queste macchine mostruose. Sembra proprio che la nostra generazione stia ormai scoprendo che l'attuale hardware fisico ha dei problemi insormontabili per continuare lo sviluppo di computer ultra potenti che porterebbero benifici inimmaginabili a tutta l'umanità.

Computer a computazione molecolare

Una alternativa all'hardware attuale è proprio quello di utilizzare la computazione molecolare. L'idea (già in fase avanzata) è quella di sfruttare le proprietà del DNA per effettuare calcoli complessi, così da "trasferire" i calcoli di computazione direttamente con molecole biologiche. Nel 2013 un gruppo di ricercatori dell'università di Stanford sono riusciti a creare un "transistor biologico" composta da DNA e RNA. Lo scopo, cosa che a molti fa rabbrividire, sarà quello di creare computer che simulino il funzionamento del cervello umano. L'ipotesi è quindi quella di costruire computer composti da singole macromolecole, capaci di elaborare miliardi di miliardi di informazioni al secondo consumando pochissima energia.

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Perchè gli exascale computer sarebbero decisivi per tutta l'umanità

L'utilizzo degli exascale computer potrebbe davvero innalzare di un gradino lo sviluppo evolutivo dell'umanità. Supercomputer di questa potenza (oltre a scopi militari, purtroppo), servirebbero anche proprio ad evitare i test nucleari con simulazioni virtuali efficaci, sarebbero utilizzati per la meteorologia e simulazioni di inquinamento. La sperimentazione virtuale di macchine come aerei, estrazioni petrolifere, crash test virtuali, porterebbo alla realizzazione di strumenti perfetti e sempre più sicuri.

Un campo a parte poi la medicina: le simulazioni di biologia molecolare virtuale consentirebbe per le compagnie farmaceutiche di accelerare l'utilizzo di nuovi farmaci da immettere sul mercato. Ad esempio: farmaci anti-tumorali o per malattie genetiche che richiedono anni di test per sperimentare la loro efficacia, sarebbero utilizzabili addirittura dopo pochi mesi grazie alle simulazioni virtuali di questi computer molecolari dalla potenza inimmaginabile per il cervello umano. Immaginate, ad esempio, solo la possibilità di incamerare casi clinici, esperienze cliniche, terapie, analisi statistiche delle malattie di tutto il Mondo e la capacità elaborativa di questi exascale computer che potranno fornire in poco tempo diagnosi, scelte terapeutiche adeguate rapide ed efficaci (ovviamente sempre convalidate da medici in carne ed ossa).

Altro campo importantisismo e da non sottavalutare sarà la medicina personalizzata, branca in rapido sviluppo che consente di elaborare un approccio clinico dalla diagnosi alla terapia studiato ad hoc per ogni malato. Una metodologia futuristica che ridurrà al minimo gli effetti collaterali delle cure e una rapida guarigione nel più breve tempo possibile. Tutto questo grazie agli exascale computer e le loro operazioni da miliardi di miliardi al secondo, macchine informatiche molecolari che magari (in un futuro) saranno portatili e grandi come un notebook.

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