Изображение с веб-сайта проекта
Кусок бактериального компьютера, ответственного за переворачивание пригоревших блинов.
Любопытному до всего нового населению земли уже не хватает мощностей, которые предоставляют традиционные вычислительные машины. Впереди маячит кризис места на микросхеме, непонятно, как охлаждать перегревающиеся микропроцессоры. Пока одни ученые улучшают имеющиеся электрические устройства, другие пробуют идти принципно другими способами.
Перед читателем на данный момент, вероятнее всего, находится традиционный компьютер – вычислительное устройство, которое делает поставленные задачки при помощи движения электронов. Делает стремительно и отлично, но ведь никогда не помешает еще резвее и лучше.
Огромное количество ученых и инженеров повсевременно улучшают одно из важнейших изобретений двадцатого века: уменьшают транзисторы, делают транзисторы из других материалов, пробуют как можно эффективнее отвести от микропроцессора выделяющееся тепло.
Некие же идут совершенно другим методом, пытаясь использовать иную физическую реализацию. Некогда электрические компы стопроцентно вытеснили механические. Сейчас же разрабатываются компы, в каких для переноса, хранения и обработки инфы не будут употребляться электроны. Кроме именитых квантовых компов, посреди таких разработок...
...био компьютер,
который употребляет в качестве вычислительных частей живы организмы либо какие-либо части живых организмов – обычно, те, что отвечают за наследование инфы.
Совершенно не так давно таковой компьютер научился решать известную задачку о сортировке блинов. Расставлять в подходящем порядке блины (выставленные кусками ДНК) пришлось трансгенным микробам пищеварительной палочки. У бактерий был мощнейший стимул: только сумев верно расставить куски за малое число шагов, они успевали приобрести устойчивость к убивавшему их антибиотику.
1-ый ДНК-компьютер (умевший отыскивать в направленном графе путь, который проходит через каждую верхушку ровно один раз) сделал в 1994 году Леонард Адлеман (один из изобретателей криптосистемы RSA). С того времени ряд исследователей, соблазнившихся возможностью воплотить при помощи пары млрд микробов, без помощи других выполняющих нужные операции, резвые параллельные вычисления, сделал еще несколько схожих компов.
ДНК-вентили компьютера MAYA II в пробирках. Изображение с веб-сайта проекта
Один из самых узнаваемых – компьютер MAYA II, который умеет играть в крестики-нолики (на поле три на три). Над ходом он может мыслить до 30 минут, но зато никогда не проигрывает.
...фононный компьютер,
в каком носителем инфы является тепло – тот вид энергии, который представляет суровую делему в традиционных компьютерах. Фононы – это квазичастицы, представляющие из себя квант колебаний атомов твердого тела. С помощью их комфортно обрисовывать, а именно, передачу тепла.
Для питания фононного компьютера, может быть, как раз и понадобится остаточное тепло, отводимое от традиционного компьютера либо хоть какого другого устройства.
Термический компьютер пока не сотворен. Над ним интенсивно работает группа сингапурских ученых под управлением Баовэня Ли, но сейчас самым большим их достижением является создание логических вентилей NOT (отрицание) и AND/OR (нестрогое ‘либо’).
...оптический компьютер,
который употребляет не электричество, а свет, не электроны, а фотоны. Возможных плюсов у такового компьютера сильно много: скорость распространения сигнала будет не ниже, чем у традиционных; утраты, может быть, меньше; сигнал устойчив к воздействию электрических полей; можно использовать для передачи инфы несколько параллельных каналов без риска ненужного взаимодействия либо маленьких замыканий.
Все же, на практике пока используются в главном не стопроцентно оптические компы, а элементы оптических систем, встроенные в традиционные электрические устройства. Разработкой оптических устройств занимаются бессчетные группы по всему миру, IBM уповает за счет света отчасти избавиться от проводов в суперкомпьютерах, а на Седьмой интернациональной конференции по нестандартной вычислительной технике, которая состоится в Вене в августе 2008 года, оптическим компьютерам будет посвящен отдельный семинар.
...гидравлический и пневматический компы,
Компьютер MONIAC в музее. Изображение Wikimedia Commons.
которые употребляют для производства логических операций, соответственно, воду и воздух, проходящие по особым каналам. Из гидравлических компов известность получил аналоговый MONIAC, сделанный в 1949 году для моделирования экономических процессов в Англии. Разработка пневматического компьютера фактически тормознула на разработке логических частей и частей памяти.
...хим компьютер,
который пока существует исключительно в проекте. Данные в нем представляются концентрациями хим веществ, а для обработки их употребляются, очевидно, хим реакции, а именно реакция Белоусова-Жаботинского.
...спинтронный компьютер,
который, вообщем говоря, тоже работает (будет работать) на электронах и тоже заслуживает наименования "квантовый", так как употребляет квантовые эффекты. Меж тем, главным носителем инфы является не заряд, как в обыденных компьютерах, а особенная квантовая черта электрона – спин.
В спинтронике можно поменять спины электронов, не затрачивая энергию на перенос самих частиц (как в электронике). Это, также способность спинтронных частей памяти сохранять данные даже при отключенном питании, дает многим исследователям основания серьезно считать, что в дальнейшем спинтроника окажется более резвым, дешевеньким и надежным методом обработки инфы.
Ждем?
Будут ли когда-нибудь био, пневматические, оптические, фононные, хим, квантовые либо еще какие-нибудь компы доступны рядовому юзеру? Отыщут ли хоть какое-нибудь практическое применение? Вообщем, выберутся ли эти идеи из лабораторий?
Пока не собираются. Но не будем забывать, что путь от антикиферского механизма и схожих ему, необыкновенного поведения шерсти при трении о янтарь и необычной алгебры Джорджа Буля до того чуда техники, которое на данный момент уже никого не поражает, тоже нельзя именовать маленьким.
Александр Бердичевский
ужс я даже не могу представить как это больно 