Нанокомп’ютери сьогодні й у майбутньому

Сьогодні людство прагне оптимізації, комфорту й спрощення. Ці прагнення спонукають нас, переглядаючи все, що нас оточує, помічати недоліки й вузькі місця, автоматизувати їх і робити краще.

До таких недоліків часто можна зарахувати незручну форму пристрою або його розмір. Так ми вже зменшили розміри комп’ютера, зробили його дисплей тонким і водночас не втратили в ефективності. Здавалося б, куди вже менше — персональним комп’ютерам цілком підійшов кишеньковий розмір, але проєкт створення нанокомп’ютерів орієнтований здебільшого не на цей сегмент і вже передбачає розроблення державних програм у Японії, США та ЄС, а також ще в пів сотні інших країн.

Різні дорогі й довгострокові варіанти створення нанокомп’ютерів мають на меті досягти робочої частоти від 100 ГГц за тепловиділення лише 3 мВт. Наноелектроніка не просто змінить сучасні інформаційні технології, а й дасть змогу зменшити мінімально допустимі розміри комп’ютера до субклітинного рівня.

Передовий напрям у технологіях створення наноструктур — наноскопічна літографія, яка, по суті, є нащадком дрібномасштабної літографії, що сьогодні застосовується для виробництва комп’ютерних чипів.

Непогані шанси має і хімічне самоскладання. Ще 1966 року було опубліковано ідею самовідтворюваної структури на основі клітинного автомата Дж. фон Неймана, але лише тепер технології досягли рівня, що дає змогу практично її реалізувати.

За провідниковою системою таких комп’ютерів стоять і великі проблеми, і великі можливості.
Нанотрубки — згорнуті шестикутні сітки з атомів вуглецю — є найміцнішими й найтоншими провідниками, які повністю усувають електричні втрати, але водночас створюють нову проблему — виділення великої кількості тепла. Для охолодження комп’ютера молекулярного розміру вже запропонували такі варіанти, як рідкий гелій, пучки переохолоджених електронів і навіть космічний простір із постійною температурою 3° К.



Поки що цілі застосування стосуються переважно медичної галузі. Нанокомп’ютери планують використовувати, щоб полегшити розв’язання задачі аналізу ДНК. Насамперед ідеться про розшифрування геномного коду живих істот. Зараз цю процедуру проводять із найрізноманітнішими лабораторними об’єктами — від плодових мушок і звичайних помідорів до людських організмів. Щойно ДНК буде розшифровано, науковці зможуть дізнатися багато нових відомостей про те, як функціонують природні механізми зберігання й передавання даних.



Що ж до комп’ютера як такого, то його нановерсії наразі не існує, адже створити комп’ютер таких малих розмірів і водночас не втратити його функціональність — надзвичайно складне завдання. Воно потребує величезних людських зусиль і значних матеріальних вкладень. Однак робота над проєктуванням і створенням цього пристрою вже активно триває, хай і повільно. Поки що успішно розроблено лише нанотранзистори для нанокомп’ютера, але, без сумніву, це важливий крок людства до створення «комп’ютера майбутнього».