Нанотехнологии - это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Это технологии манипуляции отдельными атомами и молекулами, в результате которых создаются структуры сложных спецификаций. Слово "нано" означает миллиардную часть единицы измерения и является синонимом бесконечно малой величины. Поэтому переход от "микро" к "нано" - это уже не количественный, а качественный переход: скачок от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами.
Ученые из лаборатории Lucent Technologies Bell Labs сообщили о создании транзистора, который в миллион раз меньше крупицы песка. Это событие может стать ключевым моментом в создании миниатюрных компьютерных микросхем с малым потреблением энергии.
О крупном достижении сообщили исследователи из двух американских университетов - Калифорнии в Сан-Диего (UCSD) и Клемсона (Clemson University). Им впервые удалось сделать транзистор полностью из углеродных нанотрубок, разветвленных в форме буквы "Y". Размер нанотранзистора - несколько сотен микрон, что примерно в 100 раз меньше компонентов, используемых в сегодняшних микропроцессорах. По словам ученых, технология теоретически позволит создавать сверхбыстродействующие микросхемы для компьютеров следующего поколения.
Успехи нанотехнологий можно отметить в области хранения данных. Так, фирма IBM создала прототип устройства памяти "многоножка" (Millipede), первое наноустройство хранения данных. Разрабатывается магнитная flash-память на основе углеродных нанотрубок.
Ближайшие прогнозы по созданию новых функциональных устройств обещают создание микропроцессоров с быстродействием 100 млн. операций в секунду; встроенные сетевые и видеоинтерфейсы, плоские крупноформатные дисплеи с разрешающей способностью 1200x1000 пикселей и более; портативные, размером со спичечный коробок, магнитные диски емкостью более 100 Гбайт.
Молекулярные компьютеры. Ученые из Hewlett-Packard (HP) и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) объявили о том, что им удалось заставить молекулы ротаксана переходить из одного состояния в другое - по существу, это означает создание молекулярного элемента памяти. Поэтому следующим шагом станет создание молекулярных И, ИЛИ и НЕ. По оценкам ученых HP, компьютер созданный с использованием этой технологии будет в 100 млрд. раз экономичнее современных микропроцессоров, занимая во много раз меньше места. Энергия, потребляемая такими компьютерами крайне мала, а сам он, имея размеры песчинки, может содержать несколько миллиардов молекул.
Биокомпьютеры используют цепи ДНК, с помощью которой кодируется информация. В 2002 году в журнале Science группа исследователей во главе с профессором Шапиро из Вейсманнского института опубликовали статью, в которой описан ДНК-компьютер. По словам руководителя проекта, они построили компьютер из молекул ДНК. По утверждениям ученых, компьютер, состоящий из 1-го триллиона таких молекул, может обрабатывать 1 млрд. операций в секунду с точностью 99,8%.
Нейрокомпьютер – это компьютер, построенный на базе нейронных сетей. Основу нейрокомпьютинга заложили в 1940-х гг. работы У. МакКаллоха и У. Питтса, которые занимались исследованием головного мозга. Ими была предложена идея создания искусственных нейронных сетей, функционирующих подобно нейронной сети головного мозга. Нейроны образуют сеть, позволяющую выполнять высокопроизводительные параллельные вычисления.
Преимуществами нейрокомпьютеров является то, что они обладают высокой степенью параллельности вычислений, а также имеют очень высокую надежность и устойчивость к внешним воздействиям и разрушениям. Сферы применения – системы реального времени (например, быстротекущие технологические процессы); распознавание образов (изображений, лиц, неисправностей); оптимизация; прогнозирование; получение математических моделей слабоформализуемых объектов.
Оптический компьютер — компьютер, основанный на использовании оптических процессоров. В отличие от обычных компьютеров, основанных на электронных технологиях, в оптических компьютерах операции выполняются путём манипуляции потоками оптического излучения, что позволяет достичь большей производительности вычислений. Преимущества оптических технологий: принципиальное повышение производительности; возможное уменьшение размеров элементов схем; снижается потребляемая мощность.
Квантовые компьютеры основаны на принципах квантовой механики и состоят из компонентов субатомного размера. Единица измерения информации в таких компьютерах – квантовый бит или q-бит (кубит). Прототипы квантовых компьютеров существуют уже сегодня. Правда, пока что экспериментально удается собирать лишь небольшие регистры, состоящие всего из нескольких квантовых битов. Внедрение квантовых компьютеров ускорит вычисления. Кроме того, станет возможна квантовая связь - передача кубитов на расстояние, что приведет к возникновению своего рода квантового Интернета. Ваша информация, хранимая в квантовых базах данных, будет надежнее защищена от копирования, чем сейчас.
