Зроблено серйозний крок на шляху до створення молекулярного комп'ютера

З моменту створення самого першого комп'ютератехнології стали розвиватися так стрімко, як не розвивалася жодна інша галузь. Зараз обчислювальні машини в сучасному розумінні вже підійшли до піку свого розвитку і якщо ми хочемо і далі розвивати технології, нам потрібно щось нове. І, можливо, вчені зрозуміли, як створити комп'ютер нового типу.

Чому комп'ютери більше не ефективні?

Насправді, сучасні «машини» ще здатніна багато, але для цього ми повинні покращувати їх кількісно, ​​а не якісно. Тобто об'єднувати в величезні кластери. І в кінцевому підсумку ми прийдемо до того, з чого почали: комп'ютери для обробки завдань будуть являти собою величезні «шафи» на кшталт того, що зображений на ілюстрації нижче.

Крім того, відомий «Закон Мура» говорить,що число транзисторів в інтегральній схемі подвоюється кожен два роки. Збільшивши число транзисторів, ми збільшимо і число операцій, які вони будуть здійснювати в 2 рази. А значить вони оброблять в 2 рази більше інформації. Говорячи простими словами, це вдвічі збільшує обчислювальну потужність.

Однак в остаточному підсумку розвиток мікроелектроніки підійшло до порога, за яким нарощувати кількість транзисторів вже неможливо. Саме тому потрібно створити принципово нову систему.

Читайте також: Хто придумав комп'ютерні паролі.

Що таке молекулярний комп'ютер

Основна відмінність молекулярного комп'ютера відкласичного полягає в способі обробки даних. Якщо в традиційних системах одиницею даних є біт, то в молекулярних комп'ютерах їй є якась молекула. І якщо біт має лише 2 стану - одиницю і нуль, то молекула, на відміну від нього, може перебувати в двох цих станах. Коли біт може мати інформацію (одиниця) або не мати її (нуль), молекула може мати безліч таких позицій, так як вона здатна одночасно взаємодіяти з безліччю інших молекул і в рамках кожного взаємодії результат буде різним. Грубо кажучи, молекула може одночасно мати як кілька «одиниць», так і кілька «нулів». Це значно прискорює обчислення. Але є одна проблема: теплоперенос.

«Тепло - це величезна проблема молекулярнихкомп'ютерів, тому що взаємодія в таких системах - це ланцюжки атомів. Коли молекула нагрівається, атоми дуже швидко вібрують, і ланцюг може порватися », - говорить один з авторів роботи професор Університету штату Мічиган Едгар Мейхофер.

Як створити молекулярний комп'ютер

До сих пір теплоперенос не можна було виміряти, чи некажучи вже про те, щоб його контролювати. Але групі вчених з США, Японії, Німеччини та Південної Кореї вдалося це зробити. В ході експериментів вчені зрозуміли, що теплопровідність на молекулярному рівні змінюється зовсім не так, як в макросвіті. Якщо в «нашому світі» вона збільшується в міру зростання товщини матеріалу, а електропровідність при цьому зменшується, то в наномасштабе при наростанні товщини провідність електрики залишається тією ж.

Таким чином, можна створювати досить товсті«Нанопроводи» для відводу зайвого тепла, яке утворюється в ході молекулярного взаємодії. Це не дозволить молекулам розриватися і дасть можливість проводити високоефективні обчислення. Залишилося лише підтвердити дані досвіду і зібрати молекулярний комп'ютер, заснований на новій технології.

Ще більше цікавих матеріалів ви можете прочитати в нашому новинному каналі в телеграм.