Есть ли пределы развития и миниатюризации компьютеров

Содержание

Введение .с.3

Глава 1 . История развития и перспективы молекулярной электроники

1.1 “Прошлое” молекулярной схемотехники .с.5

1.2 Существующие научные разработки молекулярных компьютеров c.6

1.3 Абстракционное “конструирование” молекулярного компьютера с.7

1.4 Есть ли у молекулярных компьютеров будущее? .с.10

Глава 2 . Квантовые компьютеры – миф или грядущая реальность ?

2.1 История развития теории квантовых вычислительных устройств с.12

2.2 Производство квантовых компьютеров:технологические трудности и перспективы .с.14

a) Предел первый быстродействие с.15

b) Предел второй : память с.16

c) Перспективы развития квантовых ЭВМ .с.17

Заключение .с.19

Библиография .с.21

Введение

Научный прогресс движется

преувеличенными ожиданиями

Жюль Верн

Прогноз - дело неблагодарное. Эта набившая оскомину прописная истина со временем не становится менее актуальной. Наоборот - с течением времени она подтверждается многократно. Да, прогноз - дело неблагодарное, но очень любопытное. Всегда интересно хоть краешком глаза заглянуть на несколько лет вперед и посмотреть, какое оно, будущее. Всевозможные предсказатели существовали на всем протяжении человеческой цивилизации. Кто-то предсказывал будущее по снам, кто-то - по картам таро, кто-то - по звездам. Наиболее известный из оракулов - Нострадамус - облекал свои предсказания в стихотворные формы, известные нам как "Центурии". Прогнозы делаются и сейчас. В основном политические, реже - экономические. И уж совсем редко - технологические. Информационные технологии за последнее десятилетие в своем развитии сделали такой гигантский скачок вперед, что предсказать, каким будет, например, персональный компьютер лет через пять, мало кто решится.

Стремительный прогресс в развитии компьютерной техники за последние десятилетия невольно заставляет задуматься о будущем компьютеров. Останутся ли они прежними или изменятся до неузнаваемости? Сегодня много говорят о том, что традиционные полупроводниковые ЭВМ скоро себя исчерпают. Ожидается, что уже через 5–10 лет их вытеснят более мощные молекулярные, квантовые, биологические и другие весьма экзотические вычислительные устройства.

До каких пор будут уменьшаться размеры вычислительных устройств и возрастать их быстродействие? Уже более тридцати лет развитие компьютеров подчиняется эмпирическому закону, сформулированному Гордоном Муром в 1965 году, согласно которому плотность транзисторов на микросхеме будет ежегодно удваиваться. Правда со временем практика микроэлектронного устройства внесла в него небольшую поправку : сегодня считается, что удвоение числа транзисторов происходит каждые 18 месяцев. С каждым годом следовать “закону Мура” становится все труднее, поэтому его близкий конец предсказывался уже неоднократно. Однако человеческий гений и изобретательность находят все новые оригинальные выходы из технологических и производственных сложностей, встающих на пути безудержной “компьютерной гонки”.И все же прогресс вычислительной техники не может продолжаться вечно, рано или поздно мы наткнемся на предел, обусловленный как законами природы, так и экономическими законами.

Вот почему сегодня специалисты в разных областях науки и техники ищут альтернативные пути дальнейшего развития микроэлектроники.

Каков же будет самый последний, самый мощный, ”предельный” компьютер? Вряд ли сегодня можно со стопроцентной уверенностью сказать, как именно он будет устроен, поэтому неудивительно то, что вопрос о будущем электронных вычислительных устройств и , в частности, компьютеров до сих пор остается открытым.

Поэтому целью данной работы является выяснение вопроса о дальнейших возможностях и путях развития ЭВМ .

В соответствии с поставленной целью, задачами данной работы являются :

1) Анализ ведущих из существующих на сегодняшний день теорий (концепций) вычислительных устройств (компьютеров в частности) в совокупности с кратким экскурсом в историю их развитию, что, на наш взгляд, необходимо для составления детальных представлений о задачах, проблемах и методах их решений в данной теории и тесно связано с возможными вариантами прогресса компьютерной техники на базе данной теории .

2) Прогноз возможных путей развития ЭВМ на основе рассмотренных теорий.

Актуальность вышеобозначенной темы бесспорна : войдя в жизнь человеческого общества, компьютеры взяли на себя огромный круг задач – начиная от простейших алгебраических вычислений и кончая организацией процессов биржевой деятельности, международных телеконференций, моделированием сложных физических, химических, технологических процессов, мультимедийными и виртуальными развлечениями, наконец. Именно благодаря ЭВМ человечество вышло в космос, открыв себе дорогу к освоению огромных космических пространств, сотен планет и миров. Во многом благодаря компьютерной технике стало возможным появление и развитие таких современных наукоемких отраслей как молекулярная биология, генная инженерия, квантовая физика и др., стала возможным обширная интеграция накопленных научных знаний. И это, бесспорно, не предел. Вопрос лишь в том, какие еще функции сможет взять на себя ЭВМ и как скоро это произойдет. В рамках данной работы мы и попытаемся ответить на данный вопрос, рассмотрев перпективы развития ЭВМ в рамках двух ведущих научных концепций – квантовой механики и молекулярной электроники (молетроники).