Na ciência da computação clássica, as informações são armazenadas em bits; na ciência da computação quântica, as informações são armazenadas em bits quânticos, ou qubits. Experimentos no Instituto de Físico-Química da Academia Polonesa de Ciências em Varsóvia provam que a química também é uma base adequada para armazenar informações. A parte química, ou 'chit, 'é um arranjo simples de três gotas em contato umas com as outras, em que ocorrem reações oscilatórias.

Na memória eletrônica típica, zeros e uns são registrados, armazenado e lido por fenômenos físicos, como o fluxo de eletricidade ou a mudança nas propriedades elétricas ou magnéticas. O Dr. Konrad Gizynski e o Prof. Jerzy Gorecki do Instituto de Físico-Química da Academia Polonesa de Ciências (IPC PAS) em Varsóvia demonstraram uma memória de trabalho baseada em fenômenos químicos. Um único bit é armazenado aqui em três gotículas adjacentes, entre as quais as frentes de reação química se propagam de forma constante, ciclicamente, e de uma forma estritamente definida.

A base química dessa forma de memória é a reação de Belousov-Zhabotinsky (BZ). O curso da reação é oscilatório. Quando um ciclo termina, os reagentes necessários para iniciar o próximo ciclo são reconstituídos na solução. Antes que a reação pare, geralmente há várias dezenas a centenas de oscilações. Eles são acompanhados por uma mudança regular na cor da solução, causado pela ferroína - o catalisador da reação. O segundo catalisador usado pelos pesquisadores de Varsóvia foi o rutênio. A introdução de rutênio faz com que a reação BZ se torne fotossensível - quando a solução é iluminada por luz azul, ele para de oscilar. Este recurso permite controlar o curso da reação.

"Nossa ideia para o armazenamento químico de informações era simples. De nossos experimentos anteriores, sabíamos que quando as gotas de Belousov-Zhabotinsky estão em contato, as frentes químicas podem se propagar de gota em gota. Portanto, decidimos procurar os menores sistemas de gotículas em que as excitações poderiam ocorrer de várias maneiras, com pelo menos dois sendo estáveis. Poderíamos então atribuir a uma sequência de excitações um valor lógico de 0, o outro 1, e para alternar entre eles e forçar uma mudança particular de estado de memória, poderíamos usar luz, "explica o Prof. Gorecki.

Os experimentos foram realizados em um recipiente contendo uma fina camada de solução lipídica em óleo (decano). Pequenas quantidades de solução oscilante adicionadas ao sistema com gotículas em forma de pipeta. Estes foram posicionados acima das extremidades das fibras ópticas trazidas para a base do recipiente. Para evitar que as gotas escorreguem das fibras ópticas, cada um estava imobilizado por várias hastes projetando-se da base do contêiner.

A pesquisa começou com um estudo de pares de gotas acopladas em que quatro tipos (modos) de oscilação podem ocorrer:a gota um excita a gota dois; a gota dois excita a gota um; ambas as gotas se excitam simultaneamente; ambos se excitam alternadamente (ou seja, quando alguém está animado, o outro está na fase refratária).

"Em sistemas de gotas emparelhados, mais frequente, uma gota excitou a outra. Infelizmente, apenas um modo deste tipo sempre foi estável, e precisávamos de dois, "diz o Dr. Gizynski." Ambas as gotas são feitas da mesma solução, mas eles nunca têm exatamente as mesmas dimensões. Como resultado, em cada gota, as oscilações químicas ocorrem em um ritmo ligeiramente diferente. Em tais casos, a gota oscilando mais lentamente começa a ajustar seu ritmo ao seu 'amigo' mais rápido. Mesmo se fosse possível com a luz forçar a gota oscilante mais lenta a excitar a gota oscilante mais rápida, o sistema voltaria ao modo em que a gota mais rápida estimulava a mais lenta. "

Nesta situação, os pesquisadores do IPC PAS examinaram trigêmeos de gotículas adjacentes dispostas em um triângulo (de modo que cada gota tocou suas duas vizinhas). As frentes químicas podem se propagar aqui de várias maneiras:as gotas podem oscilar simultaneamente em anti-fase, duas gotas podem oscilar simultaneamente e forçar oscilações na terceira, etc. Os pesquisadores estavam mais interessados ​​em modos de rotação, em que as frentes químicas passaram de gota em gota em uma sequência 1-2-3 ou na direção oposta (3-2-1).

Uma gota em que a reação de Belousov-Zhabotinsky prossegue excita rapidamente, mas leva muito mais tempo para retornar ao estado inicial e só então pode ficar excitado novamente. Portanto, se no modo 1-2-3 a excitação alcançasse a gota três muito rapidamente, não chegaria à gota um para iniciar um novo ciclo, porque a gota um não teria tempo suficiente para 'descansar'. Como resultado, o modo rotacional desapareceria. Os pesquisadores do IPC PAS estavam interessados ​​apenas em modos rotacionais capazes de múltiplas repetições do ciclo de excitações. Eles tinham uma vantagem adicional:as frentes químicas que circulam entre as gotículas se assemelham a uma onda espiral, e as ondas deste tipo são caracterizadas por uma estabilidade aumentada.

Os experimentos mostraram que ambos os modos de rotação estudados são estáveis, e se um sistema entrar em um deles, permanece até que cesse a reação de Belousov-Zhabotinsky. Também foi provado que, ao selecionar corretamente o tempo e a duração da iluminação das gotas apropriadas, o sentido de rotação das excitações pode ser alterado. O sistema de gotas triplas, com múltiplas frentes químicas, era, portanto, capaz de armazenar permanentemente um dos dois estados lógicos.

"Na verdade, nosso bit químico tem um potencial ligeiramente maior do que o bit clássico. Os modos de rotação que usamos para registrar os estados zero e um tiveram os períodos de oscilação mais curtos de 18,7 e 19,5 segundos, respectivamente. Então, se o sistema oscilou mais devagar, poderíamos falar sobre um terceiro estado lógico adicional, "comentou o Dr. Gizynski, e observa que este terceiro estado pode ser usado, por exemplo, para verificar a exatidão do registro.

A pesquisa sobre a memória composta por gotículas oscilantes era básica por natureza e serviu apenas para demonstrar que o armazenamento estável de informações por meio de reações químicas é possível. As reações de memória recém-formadas eram responsáveis ​​apenas por armazenar informações, enquanto sua gravação e leitura exigiam métodos físicos. Provavelmente levará muitos anos antes que uma memória química totalmente funcional possa ser construída como parte de um futuro computador químico.