Esse chip agrega vários microcomponentes que executam diferentes funções para que aconteça o processamento de informações.  Alguns dos principais são a CPU (Unidade Central de Processamento), que recebe comandos de todos os programas rodando no computador e as interpreta para que tudo rode de forma harmoniosa, e a GPU Integrada (Unidade de Processamento Gráfico) ou Vídeo Integrado, que converte as informações em imagens enviadas para o monitor. No entanto, a GPU integrada não é um elemento obrigatório em processadores.

A líder no ramo até então é a Intel, que possui cerca de 80% do mercado mundial de processadores com as linhas Core e Xeon. Outra empresa que se destaca é a AMD, que aumentou sua participação nesse segmento nos últimos anos com os processadores Ryzen, Ryzen Threadripper (para consumidores) e EPIC (para servidores).

Em vez de usar bits (na computação tradicional, trata-se da unidade que alterna "um" e "zero" em sequências longas), a tecnologia quântica trabalha com blocos chamados qubits, ou bits quânticos. Eles usam as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

2. Os processadores de grafeno

Materiais exóticos com potencial para serem usados na eletrônica têm sido progressivamente descobertos.

Um deles é o grafeno, composto por moléculas de carbono e 40 vezes mais resistente que o diamante. Este material é um forte candidato para substituir os chips de silício, porque é ótimo como condutor de eletricidade.

As universidades americanas já fizeram experimentos em que transistores de grafeno trabalharam mil vezes mais rápido que os transistores de silício usados hoje.

Tendo menos resistência elétrica, a velocidade dos processadores de grafeno pode ser aumentada na casa dos milhares e, mesmo assim, usar menos energia do que a tecnologia convencional.

3. O memristor

Trata-se de um componente eletrônico hipotético concebido por Leon Chua, um teórico dos circuitos, no início dos anos 70.

A lógica da proposta? Esse componente gravaria o fluxo de corrente elétrica que circulou, e a resistência se adaptaria a essa memória.

Se organizados da maneira correta, os memristors poderiam substituir os transistores.

E como mais memristors podem ser inseridos em um chip do que os transistores, o computador trabalharia mais rápido e teria mais capacidade de armazenamento com eles.

4. Os chips vivos

Muitos estão trabalhando na construção de computadores inspirados no funcionamento do cérebro.

O projeto Cérebro Humano, por exemplo, é financiado pela União Europeia e dedica-se à pesquisa de novos algoritmos que podem replicar o funcionamento do cérebro.

Mas há alguns que vão ainda mais longe.

É o caso da Koniku, a primeira empresa dedicada ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos usando neurônios de verdade.

Como? Eles modificam o DNA dos neurônios para que tenham certas peculiaridades e que se mantenham vivos por dois anos em um chip.

O objetivo da empresa é criar verdadeiros processadores biológicos que combinariam o poder matemático das máquinas às poderosas capacidades cognitivas do cérebro humano. Na prática, processadores do tipo poderiam ser usados por exemplo para detectar o cheiro de drogas ou explosivos.

As correções dos problemas nos processadores exigirão que se abra mão da troca rápida de dados entre cada programa e o kernel. O processamento ficará mais seguro, mas também significativamente mais lento. A desaceleração parece variar entre 5 e 30 por cento, dependendo da situação de uso de cada computador.

Embora os programas antivírus imponham sua própria carga de processamento aos computadores há anos, de forma a verificar em tempo real tudo o que roda em cada máquina, uma correção que resulte em um custo de processamento tão alto é inédita.

Para se livrar desses erros no futuro, todos os processadores deverão passar por um redesenho substancial, e somente novas versões dos chips poderão se livrar da sobrecarga de processamento.