Вычисления на молекулярном уровне – новые горизонты вычислительной техники.

Логический элемент, состоящий из  30 атомов

За прошедшие 60 лет в области вычислительной техники весьма очевидно прослеживается тенденция зависимости вычислительной мощности от размеров базового элемента микропроцессоров – транзистора. Чем меньше становились размеры этого элемента, тем более мощными становились вычислительные системы. Но близится время, когда законы квантовой физики сделают невозможным дальнейшее уменьшение габаритов при использовании обычных методов. И в этот момент на арену вступит технология использования отдельных атомов в роли базовых элементов микроэлектроники. Вполне возможно, что эта новая технология и будет определять вычислительную мощность компьютерных систем в следующие 60 лет.

В этой технологии вычисления производятся на уровне одного атома, который и является заменой традиционному транзистору в современной электронике.

В теории, компьютерная система, построенная на технологии молекулярных вычислений, с вычислительной мощностью гораздо превосходящей современные суперкомпьютеры, будет иметь габариты сопоставимые с размерами обычного КПК и сможет спокойно умещаться в кармане.

В нынешнее время активно проводятся исследования в области технологии молекулярных вычислений. Эти исследования проводит группа представителей 15 академических и промышленных научно-исследовательских институтов в Европе, группу возглавляет Французский Национальный Научный Исследовательский Центр (CNRS) в Тулузе. Финансирование программы исследований проводится под эгидой ЕС (ICT strand of the EU’s Sixth Framework Programme).

Для проведения исследований ученые используют самые последние достижения в областях нано- и пико- технологий. К примеру, для размещения атома материала в определенной точке пространства используется туннельно-сканирующий микроскоп (scanning-tunnelling microscopes) и атомный микроскоп (atomic-force microscopes), которые обеспечивает точность позиционирования одного атома в 0.01 нанометра.

Изображение, полученное с атомного микроскопа

Пока только делаются первые шаги в освоении этих технологий. Но уже есть некоторые положительные результаты — группе ученых удалось спроектировать простой логический элемент, состоящий из 30 атомов, который выполняют ту же самую задачу как логический элемент из 14 транзисторов. Кристиан Жоаким (Christian Joachim) из CNRS говорит по этому поводу – «Исследования в области вычислений на атомарном уровне в настоящий момент времени находятся приблизительно на таком же уровне, как и исследования в области полупроводников в 1947 году. Никто еще не знает, к чему это все может привести» — и добавил, — «Конечно, пройдет еще некоторое время, прежде чем появятся первые коммерческие приложения на основе этих технологий. Но они наверняка будут».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *