¿Cuál Es El Futuro De Las Computadoras?

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Durante el último medio siglo, las computadoras se han vuelto el doble de poderosas cada dos años. Si esta tendencia continúa, ¿qué depara el futuro? ¿las computadoras eventualmente serán más inteligentes que los humanos?

En 1958, un ingeniero de Texas Instruments llamado Jack Kilby lanzó un patrón sobre la superficie de un "chip" de 11 milímetros de germanio semiconductor, creando el primer circuito integrado. Debido a que el circuito contenía un solo transistor, una especie de interruptor en miniatura, el chip podría contener un "bit" de datos: un 1 o un 0, según la configuración del transistor.

Desde entonces, y con una coherencia constante, los ingenieros han logrado duplicar la cantidad de transistores que pueden colocar en los chips de computadora cada dos años. Lo hacen regularmente reduciendo a la mitad el tamaño de los transistores. Hoy, después de docenas de iteraciones de esta regla de duplicación y reducción a la mitad, los transistores miden solo unos pocos átomos y un chip de computadora típico contiene 9 millones de unidades por milímetro cuadrado. Las computadoras con más transistores pueden realizar más cálculos por segundo (porque hay más transistores disponibles para disparar) y, por lo tanto, son más potentes. La duplicación del poder de cómputo cada dos años se conoce como "ley de Moore", por Gordon Moore, el ingeniero de Intel que notó la tendencia por primera vez en 1965.

La ley de Moore hace que los modelos de computadoras portátiles del año pasado sean obsoletos, y sin duda hará que los dispositivos tecnológicos del próximo año sean increíblemente pequeños y rápidos en comparación con los de hoy. Pero dejando de lado el consumismo, ¿hacia dónde se dirige en última instancia el crecimiento exponencial de la potencia informática? ¿Las computadoras eventualmente serán más inteligentes que los humanos? ¿Y alguna vez dejarán de ser más poderosos?

La singularidad

Muchos científicos creen que el crecimiento exponencial en el poder de la computación conduce inevitablemente a un momento futuro en el que las computadoras alcanzarán la inteligencia a nivel humano: un evento conocido como la "singularidad". Y según algunos, el tiempo está cerca.

El físico, autor y autodenominado "futurista" Ray Kurzweil ha predicho que las computadoras estarán a la par con los humanos dentro de dos décadas. El año pasado le dijo a la revista Time que los ingenieros realizarán ingeniería inversa exitosa del cerebro humano para mediados de la década de 2020, y para fines de esa década, las computadoras serán capaces de inteligencia a nivel humano.

La conclusión se deriva de proyectar la ley de Moore hacia el futuro. Si la duplicación de la potencia de cómputo cada dos años continúa, "para el 2030, cualquier tecnología que utilicemos será lo suficientemente pequeña como para que podamos incorporar toda la potencia de cómputo en un cerebro humano en un volumen físico del tamaño de un cerebro, "explicó Peter Denning, distinguido profesor de ciencias de la computación en la Escuela Naval de Posgrado y experto en innovación en computación. "Los futuristas creen que eso es lo que necesitas para la inteligencia artificial. En ese momento, la computadora comienza a pensar por sí misma". [Cómo construir un cerebro humano]

Lo que sucede a continuación es incierto, y ha sido objeto de especulación desde los albores de la computación.

"Una vez que el método de pensamiento de la máquina haya comenzado, no tardaría mucho en superar nuestros débiles poderes", dijo Alan Turing en 1951 en una charla titulada "Maquinaria inteligente: una teoría herética", presentada en la Universidad de Manchester en el Reino Unido. "En algún momento, por lo tanto, deberíamos esperar que las máquinas tomen el control". El matemático británico I.J. Buena hipótesis de que las máquinas "ultrainteligentes", una vez creadas, podrían diseñar máquinas aún mejores. "Entonces, sin duda, habría una 'explosión de inteligencia' y la inteligencia del hombre quedaría muy atrás. Por lo tanto, la primera máquina ultrainteligente es el último invento que el hombre necesita hacer", escribió.

El rumor sobre la singularidad que se avecina se ha intensificado hasta tal punto que incluso saldrá un libro el próximo mes, llamado "Singularity Rising" (BenBella Books), de James Miller, profesor asociado de economía en el Smith College, sobre cómo sobrevivir en una mundo de la post-singularidad. [¿Se podría destruir Internet alguna vez?]

Procesamiento tipo cerebro

Pero no todos ponen en común esta noción de singularidad, o piensan que alguna vez lo alcanzaremos. "Muchos científicos del cerebro ahora creen que la complejidad del cerebro es tan vasta que incluso si pudiéramos construir una computadora que imite la estructura, todavía no sabemos si lo que construimos podría funcionar como un cerebro". Denning contaba los pequeños misterios de la vida. Quizás sin las entradas sensoriales del mundo exterior, las computadoras nunca podrían volverse conscientes de sí mismas.

Otros argumentan que la ley de Moore pronto comenzará a romperse, o que ya lo ha hecho. El argumento se deriva del hecho de que los ingenieros no pueden miniaturizar los transistores mucho más de lo que ya tienen, porque ya están empujando los límites atómicos. "Cuando solo hay unos pocos átomos en un transistor, ya no se puede garantizar que algunos átomos se comporten como se supone que deben", explicó Denning. En la escala atómica, se establecen efectos cuánticos extraños. Los transistores ya no mantienen un solo estado representado por un "1" o un "0", sino que vacilan impredeciblemente entre los dos estados, lo que hace que los circuitos y el almacenamiento de datos no sean confiables. El otro factor limitante, dice Denning, es que los transistores emiten calor cuando cambian de estado, y cuando demasiados transistores, independientemente de su tamaño, se apiñan en un solo chip de silicio, el calor que emiten colectivamente derrite al chip.

Por estas razones, algunos científicos dicen que la potencia de cálculo se está acercando a su cenit."Ya vemos una desaceleración de la ley de Moore", dijo el físico teórico Michio Kaku en una conferencia de BigThink en mayo.

Pero si ese es el caso, es una noticia para muchos. Doyne Farmer, profesora de matemáticas en la Universidad de Oxford que estudia la evolución de la tecnología, dice que hay poca evidencia de que se ponga fin a la ley de Moore. "Estoy dispuesto a apostar que no hay datos suficientes para llegar a una conclusión de que se ha observado una desaceleración [de la ley de Moore]", dijo Farmer a Little Life My Little Mysteries. Él dice que las computadoras continúan haciéndose más poderosas a medida que se vuelven más parecidas a un cerebro.

Las computadoras ya pueden realizar operaciones individuales de órdenes de magnitud más rápido que los humanos, dijo Farmer; Mientras tanto, el cerebro humano sigue siendo muy superior en el procesamiento paralelo o en la realización de múltiples operaciones a la vez. Durante la mayor parte del último medio siglo, los ingenieros hicieron que las computadoras fueran más rápidas al aumentar la cantidad de transistores en sus procesadores, pero solo recientemente comenzaron a "paralelizar" los procesadores de computadora. Para evitar el hecho de que los procesadores individuales no pueden tener transistores adicionales, los ingenieros han comenzado a aumentar la potencia de cómputo al construir procesadores de múltiples núcleos o sistemas de chips que realizan cálculos en paralelo ". Esto controla el problema del calor, porque puede ralentizar el reloj ", explicó Denning. "Imagínese que cada vez que el reloj del procesador hace tictac, los transistores se disparan. Entonces, en lugar de intentar acelerar el reloj para hacer funcionar todos estos transistores a velocidades más rápidas, puede mantener el reloj lento y tener actividad paralela en todas las fichas". Él dice que la ley de Moore probablemente continuará porque la cantidad de núcleos en los procesadores de computadora se duplicará cada dos años.

Y porque la paralelización es la clave de la complejidad, "en cierto sentido, los procesadores de varios núcleos hacen que las computadoras funcionen más como el cerebro", dijo Farmer a Little Life My Little Mysteries.

Y luego está la posibilidad futura de la computación cuántica, un campo relativamente nuevo que intenta aprovechar la incertidumbre inherente a los estados cuánticos para realizar cálculos mucho más complejos de lo que son factibles con las computadoras de hoy. Mientras que las computadoras convencionales almacenan información en bits, las computadoras cuánticas almacenan información en qubits: partículas, como átomos o fotones, cuyos estados están "enredados" entre sí, de modo que un cambio en una de las partículas afecta a los estados de todas las demás. A través del entrelazamiento, una sola operación realizada en una computadora cuántica teóricamente permite el rendimiento instantáneo de un número inconcebiblemente enorme de cálculos, y cada partícula adicional agregada al sistema de partículas enredadas duplica las capacidades de rendimiento de la computadora.

Si los físicos logran aprovechar el potencial de las computadoras cuánticas, algo por lo que luchan por hacer, la ley de Moore se mantendrá en el futuro, dicen.

Límite final

Si la ley de Moore se mantiene, y la potencia de la computadora continúa aumentando exponencialmente (ya sea a través del ingenio humano o bajo su propio vapor ultrainteligente), ¿hay algún momento en el que el progreso se vea obligado a detener? Los físicos Lawrence Krauss y Glenn Starkman dicen "sí". En 2005, calcularon que la ley de Moore solo puede durar mucho tiempo antes de que las computadoras se queden sin materia y energía en el universo para usarlas como bits. En última instancia, las computadoras no podrán expandirse más; no podrán cooptar material suficiente para duplicar su número de bits cada dos años, porque el universo se acelerará demasiado rápido para que puedan alcanzarlos y abarcar más.

Entonces, si la ley de Moore sigue siendo tan precisa como lo ha sido hasta ahora, ¿cuándo dicen Krauss y Starkman que las computadoras deben dejar de crecer? Las proyecciones indican que la computadora abarcará todo el universo alcanzable, convirtiendo cada bit de materia y energía en una parte de su circuito, dentro de 600 años.

Eso podría parecer muy pronto. "Sin embargo, la ley de Moore es una ley exponencial", dijo Starkman, físico de la Case Western University, a Life's Little Mysteries. Solo puede duplicar el número de bits tantas veces antes de requerir todo el universo.

Personalmente, Starkman cree que la ley de Moore se romperá mucho antes de que la computadora final se coma el universo. De hecho, él piensa que las computadoras dejarán de ser más poderosas en unos 30 años. En última instancia, no se sabe qué va a pasar. Podríamos alcanzar la singularidad: el punto en que las computadoras se vuelven conscientes, toman el control y luego comienzan a mejorar. O tal vez no lo haremos. Este mes, Denning publicó un nuevo artículo en la revista Communications of the ACM, titulado "No te sientas mal si no puedes predecir el futuro". Se trata de todas las personas que han tratado de hacerlo en el pasado y han fracasado.

Esta historia fue proporcionada por Life's Little Mysteries, un sitio hermano de WordsSideKick.com. Sigue a Natalie Wolchover en Twitter @nattyover o Life's Little Mysteries @llmysteries. También estamos en Facebook y Google+.


Suplemento De Vídeo: ¿Qué sistema operativo usan las computadoras cuánticas?.




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