Hvordan vil datamaskiner utvikle seg over de neste 100 år?

0
16

Optikk, Quantum Behandling og DNA-Datamaskiner

Prev (forrige)

NESTE

Fiberoptisk teknologi har allerede begynt å revolusjonere datamaskiner. Fiber-optiske data linjer bærer informasjon på utrolige hastigheter og er ikke utsatt for elektromagnetisk interferens som klassisk kabler. Hva hvis vi var å bygge en datamaskin som bruker lys til å overføre informasjon i stedet for strøm?

En fordel er at en optisk eller fotoniske systemet genererer mindre varme enn tradisjonelle elektroniske transistor-prosessor. Dataene vil overføre i et raskere tempo, så vel. Men ingeniørene har ennå til å utvikle en kompakt optisk transistor som kan bli masseprodusert. Forskere ved ETH Zürich var i stand til å bygge en optisk transistor bare ett molekyl i størrelse. Men for å gjøre systemet effektiv, forskere hadde å kjøle molekylet til minus 272 grader Celsius, eller 1 grad Kelvin. Det er bare litt varmere enn deep space [kilde: Science Daily]. Det er egentlig ikke praktisk for den gjennomsnittlige pc-bruker.

Fotoniske transistorer kan bli en del av en kvante-maskin. I motsetning til tradisjonelle datamaskiner, som bruker binære sifre eller biter for å utføre operasjoner, kvante-datamaskiner bruke quantum biter eller qubits. En bit er enten 0 eller 1. Tenk på det som en bryter som er enten av eller på. Men en qubit kan være både 0 og 1 (eller noe i mellom) på samme tid. Bryteren er både av og på, og alt i mellom.

En arbeider quantum datamaskinen bør være i stand til å løse store problemer som kan være delt inn i små mye raskere enn en tradisjonell datamaskin. Vi kaller disse problemene pinlig parallelle problemer. Men kvante-datamaskiner er, i sin natur, ustabil. Hvis quantum tilstand av datamaskinen er opprørt, maskinen kunne gå tilbake til datakraft for en tradisjonell datamaskin. Som den optiske sender opprettet ved ETH Zürich, kvante-datamaskiner som er holdt på et par grader over absolutt null å bevare sin kvantetilstander.

Kanskje fremtidens datamaskiner ligger på innsiden av oss. Lag på datamaskinen forskere arbeider for å utvikle datamaskiner som bruker DNA til å behandle informasjon. Denne kombinasjonen av informatikk og biologi kan lede vei til den neste generasjonen av datamaskiner. En DNA-datamaskinen kan ha flere fordeler i forhold til tradisjonelle maskiner. For eksempel DNA er en rikelig og billig ressurs. Hvis vi oppdager en måte å utnytte DNA som en data prosessering verktøy, det kan revolusjonere datamaskin-feltet.

Gjennom Kaninhullet

Verden av quantum fysikk er en merkelig en, spesielt hvis du er bare kjent med klassisk fysikk. På kvante-nivå-som inkluderer den verden av atomiske partikler opp til molekylære strukturer — de vanlige reglene ikke gjelder. Vi vet For eksempel at ved å observere en quantum tilfelle vi endre på dette arrangementet utfallet — så det er umulig å måle noe på quantum skala uten å endre det på noen måte.