Jor-El tinha razão: armazenamento em vidro promete salvar a memória da civilização

Em 1978, o público mundial ficou maravilhado com a visão cinematográfica da Fortaleza da Solidão, a representação na Terra de uma civilização extraterrestre perdida. No filme Super-Homem — realizado por Richard Donner e com design de produção do lendário John Barry (o mesmo de Star Wars) — o cientista Jor-El enviava o seu filho, Kal-El (o futuro Super-Homem), para a Terra acompanhado por cristais translúcidos que continham todo o conhecimento de Krypton, o seu planeta natal.

O que na altura era um artifício poético da ficção científica inspirou, quase meio século depois, a criação da resposta mais viável para um dos maiores desafios da nossa era: como guardar a explosão de dados da Humanidade sem destruir os recursos do planeta. E como não perder grande parte da miríade de informação que, diariamente, a Humanidade produz, mas que, afinal, é extraordinariamente efémera.

O fim da “Idade das Trevas Digital”

Vivemos hoje em dia num paradoxo de dados. Geramos mais informação do que nunca - estima-se que em 2028 produziremos 394 triliões de zettabytes anualmente (394 triliões de gigabytes, ou esse número seguido de 21 zeros, em bytes) —, mas os nossos suportes de armazenamento atuais são surpreendentemente frágeis. Ao contrário do papel ou do papiro, que sobrevivem séculos, a memória digital moderna apaga-se com facilidade. Alguma, basta faltar a luz…

Mesmo os discos rígidos (HDD) têm uma vida útil média de apenas três a cinco anos sob uso constante. As fitas magnéticas utilizadas nos chamados “arquivos profundos” exigem substituição a cada 15 ou 20 anos, para evitar o “bit rot” (a corrupção silenciosa dos dados). Sem energia e migração constante, a nossa história digital desaparece. É este risco de uma “Idade das Trevas Digital” que a tecnologia de vidro pretende erradicar.

Além da preservação histórica, existe uma urgência ambiental em encontrar soluções mais eficientes para guardar dados. Os data centres atuais são responsáveis por cerca de 1,5% da eletricidade gasta no mundo, valor que poderá duplicar até 2030 devido à expansão da IA. Cerca de 80% dessa energia é consumida a manter os chamados “dados frios” — arquivos raramente consultados, mas que precisam de refrigeração constante.

“A eficiência energética precisa de ser tratada como sendo igualmente importante [ao desempenho]”, disse Tania Malik, professora na Universidade Tecnológica de Dublin, à BBC Future. Para a especialista, a solução não passa apenas pelo hardware, mas pela nossa atitude: “Parte da solução é sermos mais criteriosos sobre o que escolhemos guardar.”

Guardar dados em “5D”: “Parecia desafiar as leis da física”

Afinal, como é possível guardar bits em pedaços físicos de vidro? A resposta reside em lasers de femtossundo. Estes dispositivos emitem impulsos de luz tão curtos que duram apenas um quadrilionésimo de segundo, alterando a estrutura molecular do material sem o estilhaçar.

Peter Kazansky, professor na Universidade de Southampton, descreveu à BBC o momento da descoberta: “Vimos a luz espalhar-se de uma forma que parecia desafiar as leis da física. Esta foi a primeira prova de que podíamos usar a luz para ‘imprimir’ padrões complexos dentro de materiais transparentes.”

A inovação reside no armazenamento 5D, algo que já era procurado há algum tempo - tanto que até entrou no argumento do último filme da saga Missão Impossível, The Final Reckoning, de Christopher McQuarrie. A película com Tom Cruise é de 2025, nem tem um ano portanto, e quando a tecnologia surge em cena surpreende toda a gente porque, dizem-nos, pensava-se que seria “algo ainda teórico”.

Na vida real, a ciência acompanhou assim a ficção cinematográfica. Os cientistas usam os lasers no vidro para imprimir (e ler) a posição tridimensional (nas coordenadas X, Y, Z), bem como o tamanho e a orientação da nanoestrutura — daí dizer-se que os dados são guardados tendo em conta cinco dimensões, ou parâmetros.

Os números daqui resultantes são astronómicos: num pequeno quadrado de vidro de borossilicato — que é próximo do mesmo vidro de que é feito o pirex, dos tabuleiros que podem ir ao forno — com cerca de 12cm de lado (ou seja, pouco maior do que uma caixa de CD), a Microsoft já conseguiu armazenar 4,8 Terabytes (TB) de dados. Isto equivale a aproximadamente 4,8 milhões de Megabytes (MB), ou o conteúdo de cerca de 2 milhões de livros. E Peter Kazansky estima que, no limite da tecnologia, um disco de 12,7cm possa vir a conter até 360 Terabytes.

Para facilitar este processo, a Microsoft Research introduziu já este mês os “voxels de fase”. Num artigo publicado na revista Nature, a gigante da informática do Estado de Washington demonstrou como é possível gravar dados com um único impulso de laser. “O nosso objetivo é tornar a recuperação de dados tão fluida como usar um disco rígido moderno”, disse Kazansky.

Uma cápsula do tempo

Apesar do entusiasmo com este novo método, existem barreiras à sua adoção. Tal como Srinivasan Keshav, professor em Cambridge, alertou à BBC, esta tecnologia não é “retrocompatível com a infraestrutura existente”, o que é problemático. No entanto, um porta-voz da Microsoft garantiu que “a procura por armazenamento de longo prazo na nuvem está a atingir níveis sem precedentes, e estamos a chegar ao limite do que é possível com as tecnologias atuais”, pelo que o incentivo a mudar a forma de fazer as coisas existe.

Da mesma forma que o cinema imaginou o conhecimento a atravessar gerações através de um “cristal de memória”, estas tecnologias demonstram que a visão de Jor-El para salvar o legado de Kal-El era profética. Estes suportes poderão bem, um dia, vir a ser a única prova da nossa existência para quem habitar a Terra no ano 12.000. O desafio final será garantir que, daqui a milénios, a Humanidade ainda tenha o conhecimento para libertar a luz que começaremos nestes dias a selar no vidro.

ADN: O código da vida como arquivo digital

Embora o vidro esteja a chamar a atenção das memórias “eternas” digitais, existe outra fronteira em desenvolvimento: o armazenamento em ADN. E se o vidro é a “escultura” da luz nas estruturas translúcidas, o ADN é a “programação” da matéria orgânica. “Poderíamos guardar todos os dados do mundo numa colher de chá”, nas palavras de Thomas Heinis, professor do Imperial College London, à BBC.

O processo converte bits (0 e 1) nas quatro bases do ADN (as moléculas A, T, C, G). A grande vantagem é a perenidade: enquanto leitores de CD ou outros sistemas óticos, que necessitam de lasers, se tornam obsoletos ou podem passar de moda, a Humanidade terá sempre ferramentas para ler ADN, por razões médicas. Pelo menos, enquanto existir Humanidade biológica como a conhecemos.