Перспективы развития компьютерной техники

Перспективы развития компьютерной техники

Уже в ближайшие годы закон Мура (об удвоении плотности транзисторов в процессорах каждые полтора года) станет просто занимательным историческим фактом. Полупроводниковые технологии отживают свое — сейчас очевидно, что частоту в 30 —40 ГГц они не перешагнут никогда.

Пока теоретическим пределом является передача бита информации при помощи одного электрона, локализованного на одном атоме. Это позволит увеличить тактовую частоту примерно до терагерца (или тысячи гигагерц)—в общем, весьма неплохая перспектива. Однако специалисты, приводящие подобные цифры, не учитывают одного факта. Преодолев порог миниатюризации в десяток нанометров (сейчас выпускаются процессоры по 130-нанометровой технологии), мы попадем в необычный, совершенно непохожий на наш, мир квантовых законов.

Особенностью квантовой реальности является ее принципиальная не локальность и неопределенность: классический бит наших компьютеров, будучи представлен на квантовом уровне одним электроном, как бы «размажется »,оказываясь одновременно в двух состояниях, к которым можно применить только вероятностный подход, но нельзя однозначно утверждать, что данная единица информации равна 0 или 1.Если говорить корректнее, то описывающая на квантовом уровне электрон волновая функция, согласно принципу суперпозиции, представляет собой линейную комбинацию всех его состояний (точнее — собственных функций), соответствующих классическому биту. Следовательно, используемые сейчас вычислительные схемы неизбежно перестают работать. Описанное явление, называемое квантовым шумом, представляет собой объективную преграду для дальнейшего развития полупроводниковых технологий (экстраполяция закона Мура показывает, что предел наступит уже в ближайшие 10 лет).Таким образом, тактовая частота в 1 ТГц для традиционной электроники абсолютно недостижима...

Эту проблему поднял В 1982 г. Ричард Фейнман (лауреат Нобелевской премии 1965г. за работы по квантовой электродинамике).

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒