Сейчас наиболее перспективны исследования в области компьютерной индустрии, уже сейчас компьютер вошел в повседневную жизнь многих из нас.
Современному человеку нравится быть мобильным и иметь при себе различные высокотехнологичные устройства, облегчающие жизнь, да и, что там скрывать, делающие ее более насыщенной и интересной. И появились-то они–миниатюрные, удобные, цифровые–всего за последние 10-15 лет благодаря интенсивному развитию информационных технологий. Однако новые технологические решения подразумевают не только уникальные системы обработки, но и все более емкие «хранилища» информации, создаваемые с использованием все новых физических принципов записи. Однако и технологии не стоят на месте, по «Закону Мура» (Гордан Мур основал компанию intel в 1965 году) мы знаем, что каждые два года мощность, и соответственно объёмы памяти вырастают вдвое.
А какие перспективы развития этой индустрии, что ждет нас в скором будущем? Об этом я попробую вам рассказать.
Посмотрим на современные, окружающие нас компьютеры. Несмотря на впечатляющий прогресс последних десятилетий, принципы их работы остаются теми же, что были у их электронных предшественников. Все, что умеют делать и делают компьютеры, — это преобразование двоичных последовательностей. Элементы такой последовательности называются битами — элементарными единицами информации, каждый из которых принимает значение 0 или 1. Сначала поступающая на вход компьютера (например, с клавиатуры или диска) информация преобразуется в двоичную последовательность. Затем эта последовательность, в соответствии с конкретным алгоритмом (то есть определенной совокупностью действий над битами, определяемой выполняемой программой), преобразуется процессором в выходную двоичную последовательность, которая выводится на дисплей или диск в удобном для ее восприятия виде: в виде десятичных чисел, графиков, таблиц, рисунков и т.д.
Размер одного транзистора, в том числе и элементарной ячейки микросхемы, несущей 1 бит информации, в современной микросхеме — 0,25 микрона, или 250 нанометров. Когда размер одного транзистора в микросхеме достигнет примерно 10 нанометров, то современные технологии производства микросхем придется менять. Почему? Потому что на этих масштабах начнут проявляться квантовые эффекты, обусловленные так называемым подбарьерным тунеллированием электронов-чисто квантово-механическим явлением, которое разрушит полупроводниковые свойства используемых ныне транзисторов. Когда же наступит необходимость замены нынешней микротехнологии производства микросхем новой нанотехнологией? Если верить закону Мура, то уже в следующем десятилетии. Готовясь к этому, многие крупнейшие производители микроэлектроники развернули исследования по замене нынешней элементной базы новыми структурами на основе цепочек молекул и искусственных атомоподобных структур, так называемых квантовых точек.
Ну а когда размер одного бита информации уменьшится до 0.1 нанометра — размера атома, то на таких малых расстояниях квантовая механика будет работать не только на уровне отдельных эффектов, но уже и в полной мере. И закон Мура предсказывает достижения этих масштабов в промышленной электронике через 12-17 лет. Конечно, в будущем вполне возможны отклонения от этого закона. Но тенденция, несомненно, сохранится. Ведь человечество никогда не удовлетворится достигнутой мощностью вычислительной техники. Какая бы мощность ни была достигнута, всегда останутся нерешенными важные задачи, которые потребуют еще более мощных компьютеров, например, моделирование происходящих в земной атмосфере процессов, чтобы получить долгосрочные и надежные предсказания погоды, и — вплоть до моделирования эволюции всей нашей Вселенной.
Конечной точкой развития компьютерной технологии может стать лишь, достижение компьютером производительности, удовлетворяющий идеи человека со скоростью его мышления!
Итак, в погоне за все большей производительностью компьютеров человечеству рано или поздно придется иметь дело с квантовой механикой. А физические процессы в микромире — вотчине квантовой механики — протекают совсем не так, как можно было бы ожидать, исходя из нашей интуиции и здравого смысла, согласующихся с законами классической (не квантовой) физики.
Большинство исследователей, работающих в области квантовых компьютерных технологий, основываясь на нынешней ситуации, предсказывают, что потребуется от 20 до 100 лет для создания 100-кубитово-го квантового компьютера (Кубит — некое подобие бита, только это мельчайшая единица информации в квантовом компьютере). При этом есть твердые основания считать, что если удастся создать 100-кубитовый компьютер, то расширение его до 1000-кубитового уже не будет составлять принципиальных трудностей. Но, конечно, все нынешние предсказания о времени создания квантовых компьютеров могут быть далеки от действительности, поскольку реальное развитие может пойти по новому, пока неизвестному сценарию. В связи с этим уместно вспомнить, что во времена создания 30-тонного компьютера ENIAC, тогдашние специалисты мечтали о временах, когда компьютер будет весить всего лишь 5 тонн.
Очень интересной перспективой обладает развитие компьютерных технологий и систем ввода информации. Оно может позволить создать, как бы второй мир. Это даст людям возможность мгновенно, со скоростью мысли обмениваться информацией. Эта, своего рода сеть станет основным источникам и инструментом для обработки знаний. Все возможные действия в жизни человека будут осуществляться через неё: повседневные покупки, общение с друзьями, развлечение и даже работа.
А может произойти и так, что человек научиться воссоздавать и создавать с помощью компьютера и сопутствующих устройств любой желаемый материальный объект. Отпадёт необходимость в медицине и прочих производствах. Человек станет как бы Богом, способным осуществить всё задуманное. Но эта перспектива в тот же момент и препятствует дальнейшему развитию технологий.
Многие люди не осознают всей опасности таково скорейшего развития технологий. Всё упирается в человеческую психологию, есть опасность антиобщественных, террористических действий, от человека, завладевшего такой явной силой, и их действия могут иметь более глобальные последствия, чем что-либо подобное ранее.
Ведь всем известно, что компьютер изначально создан для единственной цели, математических вычислений. Ну а если посмотреть на реальные, фактические данные, то мы видим, что глобальная персонализация ЭВМ, и последующее внедрение во все структуры привела к использованию его не по назначению, для развлечений или даже террору.
Таким образам можно сказать, что развитие технологий имеет безграничные возможности и перспективы, но его темпы зависят от темпов развития систем контроля. Это вечная погоня новых технологий и систем контроля за ними, которые в свою очередь, развиваются намного медленнее.
Современному человеку нравится быть мобильным и иметь при себе различные высокотехнологичные устройства, облегчающие жизнь, да и, что там скрывать, делающие ее более насыщенной и интересной. И появились-то они–миниатюрные, удобные, цифровые–всего за последние 10-15 лет благодаря интенсивному развитию информационных технологий. Однако новые технологические решения подразумевают не только уникальные системы обработки, но и все более емкие «хранилища» информации, создаваемые с использованием все новых физических принципов записи. Однако и технологии не стоят на месте, по «Закону Мура» (Гордан Мур основал компанию intel в 1965 году) мы знаем, что каждые два года мощность, и соответственно объёмы памяти вырастают вдвое.
А какие перспективы развития этой индустрии, что ждет нас в скором будущем? Об этом я попробую вам рассказать.
Посмотрим на современные, окружающие нас компьютеры. Несмотря на впечатляющий прогресс последних десятилетий, принципы их работы остаются теми же, что были у их электронных предшественников. Все, что умеют делать и делают компьютеры, — это преобразование двоичных последовательностей. Элементы такой последовательности называются битами — элементарными единицами информации, каждый из которых принимает значение 0 или 1. Сначала поступающая на вход компьютера (например, с клавиатуры или диска) информация преобразуется в двоичную последовательность. Затем эта последовательность, в соответствии с конкретным алгоритмом (то есть определенной совокупностью действий над битами, определяемой выполняемой программой), преобразуется процессором в выходную двоичную последовательность, которая выводится на дисплей или диск в удобном для ее восприятия виде: в виде десятичных чисел, графиков, таблиц, рисунков и т.д.
Размер одного транзистора, в том числе и элементарной ячейки микросхемы, несущей 1 бит информации, в современной микросхеме — 0,25 микрона, или 250 нанометров. Когда размер одного транзистора в микросхеме достигнет примерно 10 нанометров, то современные технологии производства микросхем придется менять. Почему? Потому что на этих масштабах начнут проявляться квантовые эффекты, обусловленные так называемым подбарьерным тунеллированием электронов-чисто квантово-механическим явлением, которое разрушит полупроводниковые свойства используемых ныне транзисторов. Когда же наступит необходимость замены нынешней микротехнологии производства микросхем новой нанотехнологией? Если верить закону Мура, то уже в следующем десятилетии. Готовясь к этому, многие крупнейшие производители микроэлектроники развернули исследования по замене нынешней элементной базы новыми структурами на основе цепочек молекул и искусственных атомоподобных структур, так называемых квантовых точек.
Ну а когда размер одного бита информации уменьшится до 0.1 нанометра — размера атома, то на таких малых расстояниях квантовая механика будет работать не только на уровне отдельных эффектов, но уже и в полной мере. И закон Мура предсказывает достижения этих масштабов в промышленной электронике через 12-17 лет. Конечно, в будущем вполне возможны отклонения от этого закона. Но тенденция, несомненно, сохранится. Ведь человечество никогда не удовлетворится достигнутой мощностью вычислительной техники. Какая бы мощность ни была достигнута, всегда останутся нерешенными важные задачи, которые потребуют еще более мощных компьютеров, например, моделирование происходящих в земной атмосфере процессов, чтобы получить долгосрочные и надежные предсказания погоды, и — вплоть до моделирования эволюции всей нашей Вселенной.
Конечной точкой развития компьютерной технологии может стать лишь, достижение компьютером производительности, удовлетворяющий идеи человека со скоростью его мышления!
Итак, в погоне за все большей производительностью компьютеров человечеству рано или поздно придется иметь дело с квантовой механикой. А физические процессы в микромире — вотчине квантовой механики — протекают совсем не так, как можно было бы ожидать, исходя из нашей интуиции и здравого смысла, согласующихся с законами классической (не квантовой) физики.
Большинство исследователей, работающих в области квантовых компьютерных технологий, основываясь на нынешней ситуации, предсказывают, что потребуется от 20 до 100 лет для создания 100-кубитово-го квантового компьютера (Кубит — некое подобие бита, только это мельчайшая единица информации в квантовом компьютере). При этом есть твердые основания считать, что если удастся создать 100-кубитовый компьютер, то расширение его до 1000-кубитового уже не будет составлять принципиальных трудностей. Но, конечно, все нынешние предсказания о времени создания квантовых компьютеров могут быть далеки от действительности, поскольку реальное развитие может пойти по новому, пока неизвестному сценарию. В связи с этим уместно вспомнить, что во времена создания 30-тонного компьютера ENIAC, тогдашние специалисты мечтали о временах, когда компьютер будет весить всего лишь 5 тонн.
Очень интересной перспективой обладает развитие компьютерных технологий и систем ввода информации. Оно может позволить создать, как бы второй мир. Это даст людям возможность мгновенно, со скоростью мысли обмениваться информацией. Эта, своего рода сеть станет основным источникам и инструментом для обработки знаний. Все возможные действия в жизни человека будут осуществляться через неё: повседневные покупки, общение с друзьями, развлечение и даже работа.
А может произойти и так, что человек научиться воссоздавать и создавать с помощью компьютера и сопутствующих устройств любой желаемый материальный объект. Отпадёт необходимость в медицине и прочих производствах. Человек станет как бы Богом, способным осуществить всё задуманное. Но эта перспектива в тот же момент и препятствует дальнейшему развитию технологий.
Многие люди не осознают всей опасности таково скорейшего развития технологий. Всё упирается в человеческую психологию, есть опасность антиобщественных, террористических действий, от человека, завладевшего такой явной силой, и их действия могут иметь более глобальные последствия, чем что-либо подобное ранее.
Ведь всем известно, что компьютер изначально создан для единственной цели, математических вычислений. Ну а если посмотреть на реальные, фактические данные, то мы видим, что глобальная персонализация ЭВМ, и последующее внедрение во все структуры привела к использованию его не по назначению, для развлечений или даже террору.
Таким образам можно сказать, что развитие технологий имеет безграничные возможности и перспективы, но его темпы зависят от темпов развития систем контроля. Это вечная погоня новых технологий и систем контроля за ними, которые в свою очередь, развиваются намного медленнее.