Žiarovka. Buď svieti, alebo je zhasnutá. Stlačíte vypínač a buď máte svetlo, alebo tmu. Rovnako tak fungujú aj tranzistory v dnešných počítačoch. Buď jednotka, alebo nula. Ich vývoj dobre predpovedal deväťdesiatročný Gordon Moore. Jeho zákon sa teraz blíži ku koncu, pretože už nie je možné robiť menšie tranzistory. Ako budú vyzerať nové počítače?
Koniec Moorovho zákona
Každé dva roky sa počet tranzistorov na čipe zdvojnásobí. To je v podstate celá predikcia, s ktorou prišiel Gordon Moore a tá platí už približne 50 rokov. Lenže veľkosť tranzistorov sa blíži k maximu, ktoré ešte nepodlieha kvantovo-mechanickým javom.
Menšie tranzistory už budú náchylné napríklad na kvantové tunelovanie elektrónov, čo zmätie tranzistory, pretože skrz ne bude bez prestania prúdiť určité množstvo elektriny. Nespoznajú tak, či sú vypnuté alebo zapnuté. A to je veľký problém.
Teraz je na čase pýtať sa, aké technológie nám umožnia pokračovať v rozvoji digitálneho sveta. Dnes sa pozrieme na 5 najreálnejších variantov, ktoré môžu nahradiť dnešné počítače.
Grafénové procesory
Grafén je v podstate uhlík, ale s veľmi špecificky upravenou štruktúrou usporiadania atómov. Grafén má uhlík usporiadaný v jednej vrstve atómov, čo mu dáva špecifické vlastnosti. Veľmi dobre tak prepravuje elektróny, ktorým stačí malé postrčenie a následne prejdú cez bránu, ktorá funguje ako vypínač.
Viac o fyzike: Ako v Star Wars – Čo by sa stalo, keby telom prešli častice temnej hmoty?
Vďaka malému množstvu potrebnej energie budú takéto čipy veľmi nenáročné na elektrinu a nebudú sa zahrievať. Výhodou je, že uhlíku je všade dostatok. Nevýhodou je, že výrobný proces grafénu je stále v plienkach, čiže je zatiaľ extrémne náročný a tiež drahý. Aj tak by však prechod zo silikónových čipov na grafénové mohol budúcim počítačom výrazne pomôcť.
Trojdimenzionálne čipy
Pomocou uhlíkových nanotrubičiek je možné vytvoriť čip, ktorý by umožnil využitie viacerých dimenzií pri tvorbe čipu. Vďaka lepšiemu využitiu priestoru by tak mohli byť budúce počítače podstatne efektívnejšie.
V tomto smere urobí údajne veľké pokroky Intel, ktorý by mal do konca roka predstaviť svoje 3D čipy. Vďaka kombinácii miniatúrnych tranzistorov a špecifickej 3D architektúry by sa tieto čipy mohli čoskoro objaviť vo veľkej časti budúcich inteligentných zariadení.
Molekulárne a fotónové tranzistory
V roku 2009 sa prvýkrát podarilo vytvoriť molekulárny tranzistor. Medzi dva zlaté plátky bola vložená molekula benzénu, ktorá následne fungovala ako vypínač. V roku 2015 sa dokonca podarilo vytvoriť molekulárny tranzistor, ktorý bol schopný posielať iba jeden elektrón a zároveň aj tento proces snímať. Bohužiaľ, je nutné takéto tranzistory (podobne ako kvantové počítače) schladiť na teploty blízke absolútnej nule.
V roku 2013 sa podarilo univerzite MIT vytvoriť prvý fotónový tranzistor. Ten namiesto elektrónov využíval lúče svetla. Fotóny tak prvýkrát získali úlohu vypínača. Manipulácia s fotónmi na takejto úrovni je stále veľmi barbarská a táto technológia je zatiaľ skutočne na úplnom začiatku vývoja.
Kvantové počítače
Bez nich by snáď ani nebolo možné hovoriť o budúcnosti výpočtovej techniky. Kvantové počítate sa však od predchádzajúcich technológií líšia, pretože tie stále využívajú klasickú formu binárneho procesu. Buď vypnuté, alebo zapnuté. Kvantové počítače na rozdiel od predchádzajúcich riešení prichádzajú s novátorským konceptom, ktorý implementuje vlastnosti kvantovej „dimenzie”.
Vďaka tomu, že pri kvantových počítačoch môžu byť tri stavy (1, 0, 1 a 0 zároveň), majú rozdielne vlastnosti a budú mať aj rozdielne využitie. Kvantové počítače nemajú nahradiť tie klasické, ale vytvoriť úplne inú technológiu. Technológiu, ktorá má potenciál zmeniť svet.
Čo čítať ďalej:
Preložené z českého originálu, ktorý pre vás pripravil Adam.
Nepremeškajte naše ďalšie spravodajstvo a prihláste sa na odber noviniek (návod nájdete tu). Nezabudnite nás tiež sledovať na našom Facebooku a najnovšie aj na Instagrame a Twitteri.
